- ベストアンサー
位相速度と群速度
noname#4486の回答
- ベストアンサー
波動関数で考えましょう。 確率は波動関数の二乗です。 位相速度は位相の時間変化で、 群速度は波速全体の速度ですよね。 で、位相速度は波速内での位相の速度で、 位相自体は（干渉が無ければ）確率には効いてこない。 と言うわけで、位相速度で何かが観測されることはない。 ので、特殊相対論に矛盾しない。 お話としては以上で良いと思いますが、 もう少し膨らませると、面白い話が出てくると思う。 どうして、この疑問を持たれたのですか？ 学生の方でしたら、 もう量子力学と特殊相対論は勉強されましたか、 どの本で勉強されましたか？
関連するQ&A
- 位相速度がなぜ情報を伝えないか
位相速度が光速を超えうるにもかかわらず、 情報を伝えることがないため相対性理論に矛盾をきたさないと聞いたことがあります。 しかし、なぜ位相速度が情報を伝えることが出来ないのかがわかりません。 可能でしたら例などを用いて分かりやすく説明していただけると助かります。 よろしくお願いします。 また関連事項として、群速度が光速を超える場合があるかについても教えていただければと思います。
- ベストアンサー
- 物理学
- 導波管と位相速度，群速度
いま，導波管の位相速度，群速度について考えています．位相速度は導波管中ではvp=c/cosθ，群速度はvg=ccosθのように書けるようですが，これは何となくわかります． わからないのは， (1)導波管中で位相速度，群速度とはなんでしょうか？ 一般には，位相速度は波束の山や谷が進む速度，群速度は波束の包絡線の進む速度であるようですが，導波管中では何なのでしょうか？式でもかまわないのですが，できれば定性的な説明をしていただけると嬉しいです． (2)位相速度が光速を超えるのはどうしてですか？ 式でいえば，vp=c/cosθ>cということでいいと思うので，これは定性的な説明をお願いします． (3)これが相対性原理に反しない理由は何ですか？ 私は工学系なので，相対性原理についてはよくわかっていません．なので，説明がむづかしくなるようなら，省略してくれても構いません． 注文が多くて申し訳ありません．よろしくおねがいします．
- ベストアンサー
- 科学
- 位相速度と群速度
位相速度と群速度についてよくわかりません。 位相速度はω/k,群速度はdω/dkと表わされるんですよね。 ここで位相速度は何の情報も伝えていない、ただ単振動をしているだけで情報を伝えるのは群速度とよく聞きますが、なんで位相速度は情報を伝えないんですか？ また位相速度とか群速度とか波動方程式での速度、ω=vkに対応しないものなど様々なものが出てきて何が何やらわからなくなってきました。 位相速度って位相が伝わる速さなんですよね？ それが波数によって異なるんですよね、つまり波の伝わる速さがバラバラだと…これがバラバラにならず全て同じ場合に波動方程式が解けるんですか？ 群速度は波束の速度なんですよね？ 波束というのは様々な位相速度の波の集まりですよね…群速度は平均の位相速度ということですか？ 混乱して何が何やらわからなくなってしまいました…。 詳しく教えていただけないでしょうか
- ベストアンサー
- 物理学
- 光の位相速度と群速度について
水中(屈折率n)では光の位相速度がc/nになるが、光子の速さはcで不変。 とあったのですが、光子の速さ＝群速度、ということですか？ また解釈として、水分子に光が衝突して光は進行方向に対しジグザグに進む。 このとき、群速度は光子が実際に「動いた」距離、 位相速度は光が直線的に「進んだ」、見かけ上動いた距離である。 ということで正しいでしょうか？ つまり、群速度cで頑張って水中を走ったが、水分子に邪魔をされて実際進行方向に対してはc/nの位相速度でしか進めない、ということかどうかです。どなたか教えて下さい。
- 締切済み
- 物理学
- 宇宙の膨張速度について
宇宙論の本によると、宇宙の膨張速度は光速を超えても差し支えがないと書かれていますが、そうすると、銀河が光速を超えて移動することになり、相対性理論（物体の速度は光速を超えられない）に矛盾するように感じるのですが、どこの理解が間違っているのか分かりません。 どなたかご教示頂けると幸いです。 宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 天文学・宇宙科学
お礼
回答ありがとうございます。 疑問をもったのは、実験で試料のX線に対する屈折率が 1より小さいという結果が出たからです。 この場合試料中のX線の速度は光速度を越えている ことになりますよね。 これは位相速度と光速度との関係を考えれば 説明できるらしいのでこういう質問をしたわけです。 特殊相対論は、講義を取ったことはありますが それっきりでほとんど身についていません。 本も持っていません。 量子力学は勉強しているところです。 持っている本は量子力学１(小出昭一郎著・裳華房)ですが、 そろそろ別の参考書も欲しいなと思っています。