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群速度

  • 群速度(group velocity)とは
 媒質中を伝わる波(波動、波束)の速度のこと。
 群速度はいくつかの波のかたまりである波束の進む速度に対応している。
 分散がない場合(振動数に対する依存がない時)、群速度は位相速度と一致する。
  • 群速度の定義
 波(波動)の周波数(角振動数)をωとし、その波数をkとすると、分散関係は、
 ω=ω(k)
 となる。
 群速度Vgは、
 Vg=∂ω(k)/∂k
 となる。
  • 群速度の解説
 群速度はしばしばエネルギーや情報が伝わる速度と考えられている。
 多くの場合、これは正しく波形が伝わる信号速度と考えることができる。
 波が吸収性のある媒質を伝播する場合には、上のことが常に成り立つとは限らない。
  • 群速度と
 1980年までに多くの実験により、レーザー光のパルスの速度が真空中の光速度を超える速度で特別な物質中を伝播することが確かめられたが、信号の速度は光の速度よりも遅いため、超光速度の情報伝達はこの場合には不可能である。
 群速度を小さくして0として静止させたり、負の速度としパルスを逆向きに伝播するようにすることができるが、これらの場合には光子は媒質中での光速度で伝播を続けている。

最終更新:2009年08月11日 07:23
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