Для уравнения Клейна - Гордона

Для уравнения Клейна - Гордона

Для уравнения Клейна - Гордона - student2.ru

отличающееся только последним членом, дает при аналогичной подстановке

Для уравнения Клейна - Гордона - student2.ru

откуда:

Для уравнения Клейна - Гордона - student2.ru

и

Для уравнения Клейна - Гордона - student2.ru

(Это выражение при ненулевых вещественных m всегда больше, чем C и может быть сколь угодно большим при k → 0.

понятие групповой скорости электромагнитной волны. Необходимость рассмотрения наряду с фазовой скоростью также групповой скорости связана с негармоническими электромагнитными волнами. Оказывается, что электромагнитная волна с произвольной зависимостью от времени и координат точки наблюдения может быть представлена в виде суперпозиции плоских гармонических волн всевозможных частот.

 

Волновые пакеты представляют большой практический интерес при рассмотрении взаимодействия электромагнитных волн с веществом, широко используются для передачи информации и пр. Поэтому имеет физический смысл оценка скорости движения волнового пакета или группы волн.

Такая скорость называется групповой и обозначается символом Для уравнения Клейна - Гордона - student2.ru . Оказывается, перенос энергии электромагнитной волной осуществляется со скоростью, равной групповой.

Расчет групповой скорости Для уравнения Клейна - Гордона - student2.ru электромагнитной волны приводят к следующей формуле

Для уравнения Клейна - Гордона - student2.ru . (1.17a)

Это выражение отличается от формулы для расчета фазовой скорости Для уравнения Клейна - Гордона - student2.ru плоской гармонической волны частоты Для уравнения Клейна - Гордона - student2.ru :

Для уравнения Клейна - Гордона - student2.ru . (1.17b)

Это различие имеет очевидную физическую причину, поскольку каждая из составляющих волновой пакет гармонических волн вследствие различия их частот (2.13d) имеет свою фазовую скорость.

Можно показать, что фазовая и групповая скорости связаны между собой соотношением:

Для уравнения Клейна - Гордона - student2.ru , (1.17c)

где Для уравнения Клейна - Гордона - student2.ru - скорость света в среде распространения электромагнитной волны.

Для плоских гармонических электромагнитных волн значения фазовой и групповой скоростей, рассчитываемых по формулам (1.17a) и (1.17b), совпадают.

Наши рекомендации