Halaju Fasa lwn Halaju Kumpulan
Halaju fasa dan halaju kumpulan ialah dua konsep yang sangat penting dalam fizik. Mereka memainkan peranan penting dalam bidang seperti mekanik gelombang, optik, mekanik kuantum dan juga kejuruteraan bunyi. Adalah penting untuk mempunyai pemahaman yang kukuh dalam kedua-dua halaju fasa dan halaju kumpulan untuk mencapai kecemerlangan dalam bidang tersebut. Dalam artikel ini, kita akan membincangkan apakah itu halaju fasa dan halaju kumpulan, takrifan halaju kumpulan dan halaju fasa, aplikasinya, persamaannya dan akhirnya perbezaan antara kedua-duanya.
Apakah Halaju Fasa?
Halaju fasa ialah konsep yang dibincangkan dalam perambatan gelombang. Halaju fasa gelombang ialah halaju "fasa" yang merambat. Untuk penjelasan, andaikan puncak gelombang, yang bergerak dalam arah x paksi. Halaju fasa ialah komponen x halaju titik yang dipilih di puncak. Ini juga boleh diperolehi dengan membahagikan panjang gelombang dengan masa yang diambil untuk satu panjang gelombang melepasi titik yang dipilih. Masa ini sama dengan tempoh ayunan, yang menyebabkan gelombang. Sekarang pertimbangkan gelombang sinus piawai A sin (wt – kx), dengan w ialah halaju sudut punca, t ialah masa, k ialah nombor gelombang (bilangan panjang gelombang lengkap bagi setiap panjang 2π), dan x ialah kedudukan pada paksi-x. Pada puncak, wt – kx adalah sama dengan sifar. Oleh itu, halaju fasa (x/t) adalah sama dengan w / k. secara matematik, nilai p=wt – kx ialah fasa gelombang.
Apakah Halaju Kumpulan?
Halaju kumpulan dibincangkan di bawah superposisi gelombang. Untuk memahami halaju kumpulan seseorang mesti terlebih dahulu memahami konsep superposisi. Apabila dua gelombang memintas antara satu sama lain di angkasa, ayunan yang terhasil adalah agak kompleks daripada kelakuan sinus. Zarah pada satu titik berayun dengan amplitud yang berbeza-beza. Amplitud maksimum ialah gabungan dua amplitud gelombang asal. Amplitud minimum ialah perbezaan minimum antara dua amplitud asal. Jika dua amplitud adalah sama, maksimum ialah dua kali ganda amplitud dan minimum ialah sifar. Demi kejelasan, mari kita anggap bahawa kedua-dua gelombang termodulat adalah amplitud yang sama dan frekuensi yang berbeza. Ini menyebabkan gelombang dengan frekuensi yang lebih tinggi akan diselubungi gelombang dengan frekuensi yang lebih rendah. Ini menyebabkan sekumpulan gelombang dibungkus dalam sampul surat. Halaju sampul ini ialah halaju kumpulan gelombang. Perlu diingatkan bahawa, untuk gelombang berdiri, halaju kumpulan adalah sifar. Untuk halaju kumpulan menjadi sifar, kedua-dua gelombang mestilah mempunyai frekuensi yang sama dan mereka mesti mempunyai arah perjalanan yang bertentangan.
Apakah perbezaan antara halaju kumpulan dan halaju fasa?
• Halaju fasa ditakrifkan untuk kedua-duanya, gelombang tunggal dan gelombang bertindih.
• Halaju kumpulan ditakrifkan hanya kepada gelombang bertindih.
• Halaju kumpulan ialah halaju gelombang dengan frekuensi yang lebih rendah, tetapi halaju fasa ialah halaju gelombang dengan frekuensi yang lebih tinggi.
