Kecepatan Fase vs Kecepatan Grup
Kecepatan fase dan kecepatan grup adalah dua konsep yang sangat penting dalam fisika. Mereka memainkan peran penting dalam bidang-bidang seperti mekanika gelombang, optik, mekanika kuantum dan bahkan rekayasa suara. Sangat penting untuk memiliki pemahaman yang kuat baik dalam kecepatan fase dan kecepatan grup untuk unggul dalam bidang tersebut. Pada artikel ini, kita akan membahas apa itu kecepatan fase dan kecepatan grup, definisi kecepatan grup dan kecepatan fase, aplikasinya, persamaannya dan akhirnya perbedaan antara keduanya.
Apa itu Kecepatan Fase?
Kecepatan fase adalah konsep yang dibahas dalam perambatan gelombang. Kecepatan fase gelombang adalah kecepatan "fase" yang merambat. Untuk memperjelas, asumsikan puncak gelombang, yang merambat dalam arah sumbu x. Kecepatan fase adalah komponen x dari kecepatan titik yang dipilih di puncak. Ini juga dapat diperoleh dengan membagi panjang gelombang dengan waktu yang dibutuhkan untuk satu panjang gelombang untuk melewati titik yang dipilih. Waktu ini sama dengan periode osilasi, yang menyebabkan gelombang. Sekarang perhatikan gelombang sinus standar A sin (wt – kx), di mana w adalah kecepatan sudut sumber, t adalah waktu, k adalah bilangan gelombang (jumlah panjang gelombang lengkap per panjang 2π), dan x adalah posisi pada sumbu x. Di puncak, wt – kx sama dengan nol. Oleh karena itu, kecepatan fase (x/t) sama dengan w / k. secara matematis, nilai p=wt – kx adalah fase gelombang.
Apa itu Kecepatan Grup?
Kecepatan grup dibahas di bawah superposisi gelombang. Untuk memahami kecepatan grup, pertama-tama kita harus memahami konsep superposisi. Ketika dua gelombang mencegat satu sama lain di ruang angkasa, osilasi yang dihasilkan agak kompleks daripada perilaku sinus. Partikel pada suatu titik berosilasi dengan amplitudo yang bervariasi. Amplitudo maksimum adalah gabungan dari dua amplitudo gelombang asli. Amplitudo minimum adalah perbedaan minimum antara dua amplitudo asli. Jika kedua amplitudo sama, maksimum adalah dua kali amplitudo dan minimum adalah nol. Demi kejelasan, mari kita asumsikan bahwa dua gelombang termodulasi memiliki amplitudo yang sama dan frekuensi yang berbeda. Hal ini menyebabkan gelombang dengan frekuensi yang lebih tinggi diselimuti gelombang dengan frekuensi yang lebih rendah. Hal ini menyebabkan sekelompok gelombang dikemas dalam sebuah amplop. Kecepatan selubung ini adalah kecepatan grup gelombang. Harus dicatat bahwa, untuk gelombang berdiri, kecepatan grup adalah nol. Agar kecepatan grup menjadi nol, kedua gelombang harus memiliki frekuensi yang sama dan arah rambatnya harus berlawanan.
Apa perbedaan antara kecepatan grup dan kecepatan fase?
• Kecepatan fase didefinisikan untuk keduanya, gelombang tunggal dan gelombang yang ditumpangkan.
• Kecepatan grup didefinisikan hanya untuk gelombang yang ditumpangkan.
• Kecepatan grup adalah kecepatan gelombang dengan frekuensi yang lebih rendah, tetapi kecepatan fase adalah kecepatan gelombang dengan frekuensi yang lebih tinggi.
