מהירות פאזה

מהירות הפאזה של גל היא הקצב שבו מופע הגל מתקדם במרחב.

יש לערוך ערך זה. ייתכן שהערך סובל מבעיות ניסוח, סגנון טעון שיפור או צורך בהגהה, או שיש לעצב אותו, או מפגמים טכניים כגון מיעוט קישורים פנימיים.

הנקודה האדומה נמצאת בפאזה קבועה ונעה במהירות הפאזה

גל הוא פונקציה של הזמן והמרחב המקיימת את משוואת הגלים: ${\displaystyle \ {\frac {\partial ^{2}}{\partial t^{2}}}\psi (t,{\vec {r}})=v_{p}^{2}\ \nabla ^{2}\psi (t,{\vec {r}})}$.

מכך נובע שגל הוא פונקציה של המרחב שמשתנה בזמן כך שהיא שומרת על צורתה אך ערכיה נשמרים בנקודות במרחב שנעות במהירות קבועה ששווה ל-${\displaystyle \,v_{p}}$. זוהי מהירות הפאזה - מהירות התקדמות הגל.

הגל הפשוט והנפוץ ביותר הוא גל מישורי. אם נסמן את אורך הגל ב ${\displaystyle \lambda }$ ואת זמן המחזור ב T, הגל תואר על ידי המשוואה: ${\displaystyle y=A\sin(\omega t-kx)\,}$, כאשר ${\displaystyle \omega ={\frac {2\pi }{T}}}$ נקראת התדירות הזוויתית של הגל, ו-${\displaystyle k={\frac {2\pi }{\lambda }}}$ נקרא מספר הגל. זוהי פונקציית סינוס במימד אחד, שהפאזה שלו משתנה כך שנקודות שוות פאזה נעות בכיוון החיובי במהירות קבועה. מהירות זו שווה לאורך הגל חלקי זמן המחזור: ${\displaystyle v_{\mathrm {p} }={\frac {\lambda }{T}}}$, או באופן שקול ליחס בין התדירות הזוויתית לבין מספר הגל (הנקרא יחס הנפיצה): ${\displaystyle v_{\mathrm {p} }={\frac {\omega }{k}}}$.

עבור גל אלקטרומגנטי בריק, מהירות הפאזה היא מהירות האור c, והיא שווה גם למהירות החבורה. אולם בתווך דיספרסיבי, מהירות הפאזה של גל תלויה בתדירות שלו והיא אינה בהכרח שווה למהירות החבורה. מקדם השבירה של חומר מוגדר כיחס בין מהירות האור בריק לבין מהירות הפאזה של האור בחומר: ${\displaystyle n={\frac {c}{v_{\mathrm {p} }}}}$.

במקרים מסוימים מהירות הפאזה של גל אלקטרומגנטי יכולה להיות גדולה ממהירות האור בריק, וזאת מבלי לסתור את תורת היחסות הפרטית, משום שמהירות ההעברה של מידע היא מהירות החבורה ולא מהירות הפאזה. מהירות הפאזה של פונקציית גל (או של גל דה ברויי) גם היא יכולה להיות גדולה ממהירות האור משום שאינה מעבירה מידע.

ראו גם

• מהירות חבורה
• חבילת גלים

ערך זה הוא קצרמר בנושא פיזיקה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.

קישורים חיצוניים