群速度到底是dw/dk还是Δw/Δk?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/27 10:05:05
希腊字母不好输入,我用英文字母代替了,应该都看得懂吧?
我看过对群速度的推导,都是用“两个频率相近的正弦波的叠加”来讨论的。这样讨论的结果本该是Δw/Δk,但最后的结果却是dw/dk。我知道两者有联系,比如说当Δw很小时二者很接近,而且前者不大于后者的最大值。但两者毕竟是不同的东西,究竟哪一个更准确呢?
一楼的,首先谢谢你的回答.不过这一段话我好像已经见过了,答非所问.

群速度就是指电磁波的包络传播的速度。实际上就是电磁波实际前进的速度。

形象一点说,你拿电钻在一个很坚固的墙上钻洞,你会觉得电钻的钻头的螺纹在旋转时似乎以高速前进,但这只是你的错觉,因为你看到的是螺纹的“相速度”,虽然很快,但是你的电钻却很慢很慢地向墙内推进,也就是说电钻的总的向前推进的速度就是“群速度”。如果墙壁很硬,你的电钻根本就钻不进去,电钻向前推进的速度为“0”,但是你从电钻的螺纹上看却总是觉得电钻是不断钻进去的。
群速与相速
无线电波在介质中传播时,如果该介质的介电常数ε与频率无关,波的传播速度也与频率无关,这种介质称为非色散介质;与此相反,如果介质的ε或传播速度v与频率有关,则称为色散介质。
单色波传播速度的公式是从等相面的传播导出的,因此称为相速。
相速度:单一频率的正弦电磁波波的等相面(例如波峰面或波谷面)在介质中传播的速度v=c/n,c为自由空间中的光速,n为介质对该频率电磁波的折射指数。
实用系统的信号总是由许多频率分量组成,在色散介质中,各单色分量将以不同的相速传播,因此要确定信号在色散介质中的传播速度就发生困难,为此引入群速的概念,它描述信号的能量传播速度。对于电离层(地球大气由下往上分为对流层、平流层、电离层、磁层),因折射指数n〈1,所以无线电波的相速度大于光速 c,这一结论和相对论的理论并不矛盾,因为相速度只代表相位变化的快慢,并不代表电磁波能量的真正传播速度。群速则总小于自由空间的光速c。
群速度:许多不同频率的正弦电磁波的合成信号在介质中传播的速度。不同频率正弦波的振幅和相位不同,在色散介质中,相速不同,故在不同的空间位置上的合成信号形状会发生变化。群速是一个代表能量的传播速度。
以下内容摘自《高等光学》 赵建林编 国防工业出版社出版
(16页)
单色平面波的等相面与相速度:波矢量k与位置坐标矢量r的点乘kr反映了电磁波在空间传播过程的相位延迟大小,故通常将kr=常数的空间点的集合称为等相(位)面。等相面沿其法线方向移动的速度vφ称为相速度.
显然平面波的等相面在空间是一簇平行平面,且与波矢量k方向处处正交,故其相速度vφ的方向与k相同.
由此可见,平面波的相速度就是波动方程中出现的光速v,不过需要