Velocidad de fase de comprensión versus velocidad de grupo
* Velocidad de fase describe la velocidad a la que se propaga una fase particular de la onda electromagnética (por ejemplo, la cresta). Se calcula como la relación de la frecuencia (f) al número de onda (k):
`` `` ``
v_p =f/k
`` `` ``
* Velocidad del grupo describe la velocidad a la que se propaga la envoltura general de la onda, que contiene su energía. Es la velocidad a la que viaja la información.
Guías de onda y dispersión
Las guías de onda son estructuras que limitan las ondas electromagnéticas. Dentro de una guía de onda, la onda se guía por los límites de la estructura, lo que conduce a dispersión . La dispersión significa que la velocidad de fase de la onda cambia con la frecuencia.
La paradoja explicada
En una guía de onda, es posible que la velocidad de fase exceda la velocidad de la luz porque la velocidad de fase es el resultado de la interacción de la onda con los límites de la guía de onda. No es una medida de la velocidad real de información que viaja a través de la guía de onda.
* La velocidad del grupo siempre es menor o igual a la velocidad de la luz, lo que garantiza que la información no viaje más rápido que la velocidad de la luz.
Piense en ello así:
Imagina una ola que viaja por una cuerda. La forma de la ola puede moverse muy rápidamente, pero la cuerda en sí no viaja tan rápido. La velocidad de fase es como la velocidad de la forma de la ola, mientras que la velocidad del grupo es como la velocidad de la cuerda misma.
Puntos clave
* La velocidad de fase que excede la velocidad de la luz en una guía de onda es una consecuencia de la dispersión y la interacción entre la onda y la estructura de la guía de onda.
* No viola la relatividad especial porque la velocidad del grupo, que representa la velocidad de la información, permanece por debajo de la velocidad de la luz.
* La velocidad de fase puede ser engañosa porque no representa la velocidad real de la información que viaja a través de la guía de onda.
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