Förstå fashastighet kontra grupphastighet
* fashastighet beskriver hastigheten med vilken en viss fas av den elektromagnetiska vågen (t.ex. vapen) förökas. Det beräknas som förhållandet mellan frekvensen (f) och vågnumret (k):
`` `
v_p =f/k
`` `
* grupphastighet Beskriver hastigheten med vilken vågens övergripande kuvert, som innehåller dess energi, sprider sig. Det är hastigheten med vilken information reser.
vågledare och spridning
Vågledare är strukturer som begränsar elektromagnetiska vågor. Inuti en vågledare styrs vågen av strukturens gränser, vilket leder till spridning . Dispersion innebär att vågens fashastighet ändras med frekvens.
Paradoxen förklarade
I en vågledare är det möjligt för fashastigheten att överskrida ljusets hastighet eftersom fashastigheten är ett resultat av interaktionen mellan vågen och vågledarens gränser. Det är inte ett mått på den faktiska hastigheten på information som reser genom vågledaren.
* Grupphastigheten är alltid mindre än eller lika med ljusets hastighet, vilket säkerställer att information inte reser snabbare än ljusets hastighet.
Tänk på det så här:
Föreställ dig en våg som reser ner ett rep. Vågens form kan röra sig mycket snabbt, men själva repet reser inte så snabbt. Fashastigheten är som hastigheten på vågens form, medan grupphastigheten är som själva repets hastighet.
Nyckelpunkter
* Fashastigheten som överskrider ljusets hastighet i en vågledare är en följd av spridning och interaktionen mellan vågen och vågledarstrukturen.
* Det bryter inte med särskild relativitet eftersom grupphastigheten, som representerar informationshastigheten, förblir under ljusets hastighet.
* Fashastigheten kan vara vilseledande eftersom den inte representerar den faktiska hastigheten på informationen som reser genom vågledaren.
Låt mig veta om du vill ha mer information eller exempel!
