Скорость фронта - Front velocity

В физика, скорость фронта это скорость, с которой первый подъем импульса выше нуля движется вперед.

В математика, он используется для описания скорости распространяющегося фронта в решении задачи гиперболическое уравнение в частных производных.

Различные скорости

С распространением возмущения связано несколько различных скоростей.[1] Для определенности рассмотрим амплитудно-модулированный электромагнитная несущая волна. В фазовая скорость - скорость основной несущей волны. В групповая скорость скорость модуляции или конверт. Первоначально считалось, что групповая скорость совпадает со скоростью, с которой Информация путешествовал. Однако оказывается, что при некоторых обстоятельствах эта скорость может превышать скорость света, вызывая путаницу из-за очевидного конфликта с теория относительности. Это наблюдение привело к рассмотрению того, что составляет сигнал.

По определению, сигнал включает в себя новую информацию или элемент «неожиданности», который невозможно предсказать по движению волны в более раннее время.[1] Одна из возможных форм сигнала (в точке излучения):

куда u (t) это Ступенчатая функция Хевисайда. Используя такую ​​форму для сигнала, можно показать, при условии (ожидаемого), что показатель преломления любой среды стремится к единице, когда частота стремится к бесконечности,[требуется разъяснение ] разрыв волны, названный передний, распространяется со скоростью, меньшей или равной скорость света c в любой среде.[1] Фактически, самое раннее появление фронта электромагнитного возмущения ( предшественник ) путешествует по скорость фронта, который c, независимо от того, на каком носителе.[1][2] Однако процесс всегда начинается с нулевой амплитуды и нарастает.[2]

Рекомендации

  1. ^ а б c d Питер В. Милонни (2004). Быстрый свет, медленный свет и левосторонний свет. CRC Press. стр.26 ff. ISBN  978-0-7503-0926-4.
  2. ^ а б Джулиус Адамс Стрэттон (2007). Электромагнитная теория (Классическое переиздание 1941 г.). Wiley / IEEE. п. 337. ISBN  978-0-470-13153-4.