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光速と群速度

ショートカット: 違い類似点ジャカード類似性係数参考文献

光速と群速度の違い

光速 vs. 群速度

光速(こうそく、speed of light)、あるいは光速度(こうそくど)とは、光が伝播する速さのことであるニュートン (2011-12)、pp. 24–25.。真空中における光速の値は (≒30万キロメートル毎秒)と定義されている。つまり、太陽から地球まで約8分20秒(8分19秒とする場合もある)、月から地球は、2秒もかからない。俗に「1秒間に地球を7回半回ることができる速さ」とも表現される。 光速は宇宙における最大速度であり、物理学において時間と空間の基準となる特別な意味を持つ値でもある。 現代の国際単位系では長さの単位メートルは光速と秒により定義されている。光速度は電磁波の伝播速度でもあり、マクスウェルの方程式で媒質を真空にすると光速が一定となるということが相対性理論の根本原理になっている。 重力作用も光速で伝播することが相対性理論で予言され、2002年に観測により確認された。. 重力波における、周波数分散を持つ波束(波群)を表したもの。赤点は'''位相速度'''で動き、緑点は'''群速度'''で動いている。このように水深が深い場合には、水面では位相速度は群速度の二倍になる。図の左から右に動く間、赤点は緑点を二回追い越す。波束の後方(の緑点)で新しい波が出現し、波束の中心に向かって振幅が大きくなり、波束の前方(の緑点)で消えているように見える。水面の重力波においては、ほとんどの場合、水粒子の速度は位相速度よりもずっと小さい。 位相速度と群速度が逆の例。 群速度(ぐんそくど、)とは、複数の波を重ね合わせた時にその全体(波束)が移動する速度のことである。 波(波動)の周波数(角振動数)を 、その波数ベクトルを とすると分散関係 から、群速度 は次のように定義される。 群速度はしばしばエネルギーや情報が伝わる速度と考えられている。多くの場合、これは正しく波形が伝わる信号速度と考えることができる。しかし、波が吸収性のある媒質を伝播する場合には、上のことが常に成り立つとは限らない。 1980年までに多くの実験により、レーザー光のパルスの速度が真空中の光速度を超える速度で特別な物質中を伝播することが確かめられた。だからといって、超光速度の情報伝達はこの場合には不可能である。それは信号の速度は光の速度よりも遅いためである。また、群速度を小さくして0として静止させたり、負の速度としパルスを逆向きに伝播するようにすることができる。しかしながら、これらの場合には光子は媒質中での光速度で伝播を続けている。 位相速度と区別する群速度の概念は1839年にハミルトンにより初めて提案された。1877年にレイリーが において最初に扱った。.

光速と群速度間の類似点

光速と群速度は(ユニオンペディアに)共通で2ものを持っています: 位相速度レーザー

位相速度

位相速度は周期的な波の速度と見ることができる。赤点は位相速度で移動しているが、円周上の1点の移動でもあり、特定の位相(特定の円周位置)、この場合は波の頂上を赤点によって位相速度を直線上の移動として示している。 位相速度(いそうそくど、英:Phase velocity)は、位相、すなわち波の山や谷の特定の位置が移動する速度のことである。 速度は多くの場合、直線を移動する速さ、すなわち単位時間当たりに進んだ距離を表す。 位相速度は円の外周の1点がどれだけの速度で移動するかを表す。定位置で回転する円の外周の1点の高さだけに注目するとそれは上下することとなるが、その上下の状態を縦軸とし、横軸を時間軸とするとその1点は正弦波で表される。円周上の1点は正弦波の波一つの山であったり、谷であったりする。 位相速度はその1点の外周での移動速度を表し、その円が回転して直線を移動するなら、位相速度は直線での移動速度と言える。 これとよく似た日常で見かけるわかりやすい例として、「いも虫の歩行」がある。 歩行しているいも虫を見ると波打たせながら歩行している。上か横から見ると「こぶ」が波打っている。「こぶ」の波打ちが位相速度、いも虫そのものの移動が群速度と考えると理解しやすい。 正弦波である波動を起こす回転物の角速度(または角周波数)を ω(ラジアン毎秒(rad/s))とし、 車輪の様に回転し外周で1秒間に移動した距離(長さ)における位相の進行度合でこれを波数k(rad/長さ)と呼び、 1点の円周上の移動速度、すなわち位相速度は \mathbf_\phi(長さ/s)で表される; \mathbf_\phi.

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レーザー

レーザー(赤色、緑色、青色) クラシックコンサートの演出で用いられた緑色レーザー He-Ne レーザー レーザー(laser)とは、光を増幅して放射するレーザー装置を指す。レーザとも呼ばれる。レーザー光は指向性や収束性に優れており、また、発生する電磁波の波長を一定に保つことができる。レーザーの名は、Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(輻射の誘導放出による光増幅)の頭字語(アクロニム)から名付けられた。 レーザーの発明により非線形光学という学問が生まれた。 レーザー光は可視光領域の電磁波であるとは限らない。紫外線やX線などのより短い波長、また赤外線のようなより長い波長のレーザー光を発生させる装置もある。ミリ波より波長の長い電磁波のものはメーザーと呼ぶ。.

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上記のリストは以下の質問に答えます

光速と群速度の間の比較

群速度が18を有している光速は、117の関係を有しています。 彼らは一般的な2で持っているように、ジャカード指数は1.48%です = 2 / (117 + 18)。

参考文献

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