
- •2. У електротехніці прийнято записувати закон Ома у інтегральному вигляді
- •2. Закон Джоуля — Ленца — кількість теплоти, що виділяється струмом в провіднику, пропорційна силі струму, часу його проходження і падінню напруги.
- •Кінетична енергія обертального руху
- •2. Магні́тна інду́кція — векторна фізична величина, основна характеристика величини і напрямку магнітного поля. Вектор магнітної індукції зазвичай позначають латинською літерою .
- •Принцип суперпозиції в електродинаміці
- •2. Фазова швидкість — характеристика хвилі, відношення її циклічної частоти до хвильового числа.
2. Фазова швидкість — характеристика хвилі, відношення її циклічної частоти до хвильового числа.
,
де
—
циклічна частота, k —
хвильове число.
Це співввідношення можна переписати у вигляді:
,
де
- довжина
хвилі, T -
її період.
Фазова швидкість завдячує своє назвою тому факту, що це швидкість переміщення в просторі точки з певною фазою. Для монохроматичної хвилі існує єдина, у загальному випадку залежна від частоти, фазова швидкість. Немонохроматичну хвилю можна розглядати як суперпозицію монохроматичних хвиль, кожна з яких має свою фазову швидкість.Якщо фазові швидкості різних монохроматичних складових хвилі різні, то хвильовий пакет розпливається, тобто з часом форма хвилі змінюється.
Залежність довжини хвилі від частоти задається законом дисперсії для відповідного виду хвиль і визначається природою хвиль та середовища, в якому вони розповсюджуються. У разі лінійного закону дисперсії фазова швидкість хвилі не залежить від частоти. Така ситуація реалізується, наприклад, для електромагнітних хвиль у вакуумі, де фазова швидкість дорівнює швидкості світла. Хвильовий пакет електромагнітних хвиль у вакуумі не розпливається. Лінійний закон дисперсії властивий також, наближено, звуковим хвилям чутного діапазону. Внаслідок цього звук не спотворюється з віддаллю.
Фазова швидкість електромагнітної хвилі у середовищі визначається формулою
,
де
—
швидкість світла у вакуумі,
—
залежний від частоти показник
заломлення.
Показник замломлення більшості речовин
в оптичному діапазоні перевищує одиницю,
а тому фазова швидкість світла у речовині
здебільшого менша від швидкості світла
у вакуумі. Однак, поблизу смуг поглинання
та при високих частотах показник
заломлення може буте меншим від одиниці,
й тоді фазова швидкість світла перевишує
.
Це не суперечить теорії
відносності,
оскільки фазова швидкість харатеризує
плоску монохроматичну хвилю, яка однакова
у всьому просторі й безмежна в часі, а
тому не може передавати інформацію.
Інформація передається хвильовими
пакетами, що розповсюджуються з груповою
швидкістю,
яка завжди менша від швидкості світла
у вакуумі.
Групова швидкість — швидкість розповсюдження хвильового пакету.
Групова швидкість визначається формулю
,
де ω - частота, а k — модуль хвильового вектора.
Для електромагнітних хвиль у будь-якому середовищі групова швидкість завджи менша за швидкість світла у вакуумі. Оскільки хвильовий пакет може переносити інформацію, то це обмеження задовільняє принцип причинності і забезпечує неможливість передачі інформації із швидкістю, що перевищувала б швидкість світла.