群速度とは? わかりやすく解説

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ぐん‐そくど【群速度】

読み方:ぐんそくど

振動数異なる波の合成波全体として伝わる速度例えば光は物質中では色によって速度異なるので、各色の速度と群速度は一致しない


群速度(ぐんそくど)Group velocity

波が波群を構成している場合に、その波群の進む速度を群速度と云う振動数周波数)の波数による微分与えられ、波のエネルギー伝播速度与える。一般に個々の波の速度位相速度)と一致しないが、一致する波を非分散性の波、一致しない波を分散性の波という。分散性の波では、波数あるいは振動数によって、位相速度異なるため波形保存されない

群速度

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2025/02/04 05:10 UTC 版)

水深が深い水の表面の重力波における、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。

波動群速度(ぐんそくど、: group velocity)とは、波動の振幅が構成するエンベロープ(波動)(英語: Envelope(waves)の全体的な形が空間を伝搬する速度のことである。

波(波動)の周波数(角振動数)を ω、その波数ベクトルを k とすると分散関係



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