Групповая скорость

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Перейти к: навигация, поиск

Групповая скорость — это кинематическая характеристика диспергирующей волновой среды, обычно интерпретируемая, как скорость перемещения максимума амплитудной огибающей узкого квазимонохроматического волнового пакета.

Для одномерных волн эта скорость вычисляется из закона дисперсии:

v_{gr} = d\omega/dk\,,

где ω - угловая частота, k - волновое число. Групповая скорость плоских и пространственных волн с дисперсией определяется градиентом \vec v_{gr} = \nabla \omega_\vec k по волновому вектору \vec k.

В одномерных средах без дисперсии групповая скорость формально совпадает с фазовой скоростью лишь в случае одномерных волн.

Если дисперсионные свойства среды таковы, что волновой пакет распространяется в ней без существенных изменений формы своей огибающей, групповая скорость может быть интерпретирована как скорость переноса «энергии» волны. В общем случае такая интерпретация не верна, поскольку понятие «групповая скорость» имеет кинеметрический, а не физический смысл. Так, например, не существует никаких принципиальных ограничений на величину групповой скорости (см. «аномальная дисперсия»).

[править] Литература

Уизем Дж.Б. (1977), Взаимодействие волн, В кн: Линейные и нелинейные волны. М.: Мир.

Ablowitz MJ and Segur H (1981), Solitons and the Inverse Scattering Transform, SIAM Philadelphia.

Rabinovich MI, Trubetskov DI (1989), Oscillations and waves in linear and nonlinear systems. Kewver-Academic Publ., Amsterdam.

Ostrovsky LA and Potapov AI (1999), Modulated Waves. Theory and Applications, Jonh Hopkins Uni Press, Baltimore -- London.