Vitesse de phase vs vitesse de groupe
La vitesse de phase et la vitesse de groupe sont deux concepts très importants en physique. Ils jouent un rôle essentiel dans des domaines tels que la mécanique ondulatoire, l'optique, la mécanique quantique ou encore l'ingénierie du son. Il est essentiel d'avoir une solide compréhension de la vitesse de phase et de la vitesse de groupe afin d'exceller dans de tels domaines. Dans cet article, nous allons discuter de ce que sont la vitesse de phase et la vitesse de groupe, les définitions de la vitesse de groupe et de la vitesse de phase, leurs applications, leurs similitudes et enfin la différence entre les deux.
Qu'est-ce que la vitesse de phase ?
La vitesse de phase est un concept discuté dans la propagation des ondes. La vitesse de phase d'une onde est la vitesse d'une "phase" qui se propage. Pour plus de clarté, supposons une crête d'onde, qui se déplace dans la direction x de l'axe. La vitesse de phase est la composante x de la vitesse du point sélectionné au niveau de la crête. Cela peut également être obtenu en divisant la longueur d'onde par le temps mis par une seule longueur d'onde pour passer un point sélectionné. Ce temps est égal à la période de l'oscillation qui est à l'origine de l'onde. Considérons maintenant une onde sinusoïdale standard A sin (wt - kx), où w est la vitesse angulaire de la source, t est le temps, k est le nombre d'onde (nombre de longueurs d'onde complètes par longueur de 2π), et x est la position sur l'axe des abscisses. Au sommet, wt – kx est égal à zéro. Par conséquent, la vitesse de phase (x/t) est égale à w / k. mathématiquement, la valeur p=wt – kx est la phase de l'onde.
Qu'est-ce que la vélocité de groupe ?
La vitesse de groupe est discutée sous la superposition des vagues. Pour comprendre la vitesse de groupe, il faut d'abord comprendre le concept de superposition. Lorsque deux ondes s'interceptent dans l'espace, l'oscillation résultante est quelque peu complexe que le comportement sinusoïdal. La particule en un point oscille avec des amplitudes variables. L'amplitude maximale est l'unisson des deux amplitudes des ondes d'origine. L'amplitude minimale est la différence minimale entre les deux amplitudes d'origine. Si les deux amplitudes sont égales, le maximum est le double de l'amplitude et le minimum est nul. Pour plus de clarté, supposons que les deux ondes modulées sont de même amplitude et de fréquences différentes. Cela fait que l'onde avec la fréquence la plus élevée est enveloppée dans l'onde avec la fréquence la plus basse. Cela provoque un groupe d'ondes emballées dans une enveloppe. La vitesse de cette enveloppe est la vitesse de groupe de l'onde. Il faut noter que, pour une onde stationnaire, la vitesse de groupe est nulle. Pour que la vitesse de groupe soit nulle, les deux ondes doivent avoir la même fréquence et avoir des sens de déplacement opposés.
Quelle est la différence entre la vitesse de groupe et la vitesse de phase ?
• La vitesse de phase est définie à la fois pour les ondes simples et les ondes superposées.
• La vitesse de groupe est définie uniquement pour les ondes superposées.
• La vitesse de groupe est la vitesse de l'onde avec une fréquence plus basse, mais la vitesse de phase est la vitesse de l'onde avec une fréquence plus élevée.
