相速度
物质波相速度
量子力学中,粒子也具有波的行为,并带有复数相位。透过德布罗意假说,我们可以得到:
运用相对论中能量与动量的关系式:
其中Ek{\displaystyle E_{k}}是粒子总能(运动学观点上,即静质能加上动能),p是粒子动量,γ γ -->{\displaystyle \gamma洛伦兹因子兹因子,c是光速,以及β β -->{\displaystyle \beta }是速度与c的比值。变数v可以是粒子速度或相应的物质波群速度。细节请参阅群速度条目。既然根据狭义相对论,带质量粒子的速度v<c{\displaystyle v必然成立,因此相速度永远大于c,即:
并且可以看到当粒子速度在相对论性范围,相速度趋近于c。超光速的相速度并不违反狭义相对论,因其并不带有任何信息的传递。细节请参阅讯号速度条目。
与群速度相异
群速度与相速度
群速度迥异于“相速度”的概念是首先由哈密顿于1839年提出,这方面完整的处理则出现在瑞利勋爵(Lord Rayleigh)的1877年的著作《声理论》(Theory of Sound)中。
(英文)Group and Phase Velocity- Java applet显示群速度与相速度的差异。
文献
莱昂·布里渊《波传递与群速度》(Wave Propagation and Group Velocity)Academic Press Inc., New York(1960年)ISBN 0-1213-4968-3
Tipler, Paul A. and Ralph A. Llewellyn (2003). Modern Physics. 4th ed. New York; W. H. Freeman and Company. ISBN 0-7167-4345-0. 222-3 pp.
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