Perbedaan Utama – Kecepatan Fase vs Kecepatan Grup
Menurut fisika kuantum, partikel terkadang berperilaku seperti gelombang. Dalam beberapa kasus, gelombang berperilaku seperti partikel. Sifat partikel dan gelombang ini dikenal sebagai dualitas gelombang-partikel. Sifat ganda partikel dan gelombang ini memungkinkan kita untuk merepresentasikan partikel dalam bentuk gelombang. Berdasarkan konsep ini, gelombang digunakan untuk mewakili partikel karena merupakan langkah penting ketika kita berurusan dengan partikel dalam fisika kuantum. Namun, kita harus menambahkan banyak gelombang, memiliki frekuensi sudut dan amplitudo yang berbeda dengan cara tertentu, untuk mendapatkan paket gelombang yang mewakili partikel. Dalam konsep ini, ada dua jenis kecepatan yaitu kecepatan fase dan kecepatan grup. Kedua besaran ini memiliki definisi dan sifat yang sangat berbeda dan khusus. Perbedaan yang menonjol antara Kecepatan Fase dan Kecepatan Grup adalah kecepatan fase lebih besar daripada kecepatan grup dalam media normal. Artikel ini mencoba membedakan perbedaan tersebut secara detail.
Yang perlu anda ketahui tentang Kecepatan Grup
Untuk memahami sifat kecepatan grup, mari kita pertimbangkan balapan. Pada saat tertentu, kecepatan pelari tertentu berbeda relatif terhadap yang lain. Sederhananya, kecepatan setiap pelari individu dalam kelompok berbeda. Tapi, mereka berjalan dalam kelompok. Kecepatan gerakan kelompok pelari dapat dianggap sebagai kecepatan kelompok dalam contoh sederhana ini.
Dalam fisika kuantum, ide kecepatan grup datang dengan ide paket gelombang atau pulsa. Paket gelombang dapat diperoleh dengan menjumlahkan banyak gelombang yang memiliki bilangan gelombang dan amplitudo yang berbeda. Jadi, posisi partikel dapat dilokalisasi dalam wilayah tertentu dengan menggunakan paket gelombang yang mewakili partikel. Amplitudo yang dihasilkan dari paket gelombang berbeda dengan x seperti yang ditunjukkan pada gambar 1. Namun demikian, paket gelombang ini merupakan kombinasi dari banyak gelombang. Paket gelombang yang dihasilkan mewakili partikel, dan merupakan kumpulan dari banyak gelombang. Jadi dalam model ini, kecepatan partikel sama dengan kecepatan paket gelombang. Dengan kata lain, kecepatan partikel sama dengan kelompok gelombang dari mana paket gelombang dibuat. Kecepatan grup atau paket gelombang disebut kecepatan grup. Kecepatan grup dapat dinyatakan secara matematis sebagai, v g = Dω/dk. Ini adalah kecepatan pergerakan partikel.
Gelombang harmonik monokromatik tidak dapat membawa informasi melalui ruang. Untuk menyampaikan informasi, diperlukan superposisi dari banyak gelombang yang menghasilkan paket gelombang.
Yang perlu anda ketahui tentang Kecepatan Fase
Kecepatan fase (kecepatan gelombang ) gelombang adalah kecepatan yang dilalui fase tertentu dari gelombang. Sebagai contoh, titik A dari gelombang (Gbr: 02) bergerak dengan kecepatan fase. Diberikan oleh v p = k.
Dalam paket gelombang, gelombang pembawa bergerak dengan kecepatan fase. Tapi, ketika kita berurusan dengan paket partikel atau gelombang, kecepatan fase tidak penting.
Hubungan antara kecepatan fase dan kecepatan kelompok tergantung pada sifat material medium. Dalam medium non-dispersif, sv g =v p . Dalam medium pendispersi normal, sv g < v p . Tetapi dalam media anomali v g > v p.
Dalam medium non-dispersif, kecepatan fase gelombang tidak bergantung pada panjang gelombang . Jadi, kecepatan fase sama dengan kecepatan grup. Sebagai contoh, kecepatan fase sama dengan kecepatan grup ketika gelombang suara merambat di udara karena udara adalah media non-dispersif untuk gelombang suara.
Perbedaan Antara Kecepatan Fase dan Kecepatan Grup
Kecepatan
Kecepatan grup : Dalam media anomali, kecepatan grup lebih besar dari kecepatan fase.
Kecepatan fase : Dalam media normal, kecepatan fase lebih besar dari kecepatan grup.
Pentingnya
Kecepatan grup : Konsep kecepatan grup sangat penting ketika sebuah partikel diwakili oleh gelombang.
Kecepatan fase : Kecepatan fase penting ketika kita berurusan dengan gelombang individu.
Dalam paket gelombang
Kecepatan grup : Dalam paket gelombang, amplop bergerak dengan kecepatan grup.
Kecepatan fase : Dalam paket gelombang, gelombang pembawa bergerak dengan kecepatan fase.
