平博龙虎斗赛事欧洲杯_色散、相速率和群速率

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    平博龙虎斗赛事欧洲杯_色散、相速率和群速率
    发布日期:2025-04-26 01:24    点击次数:153
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    国产街舞电影滥觞于上世纪80年代末大众文化初兴、娱乐片创作蜂起的时代。追溯起来,内地第一部街舞电影出自以拍摄《猎场扎撒》《盗马贼》等晦涩文艺片著称的田壮壮之手,这一点恐怕会令许多人大感意外。田壮壮在1988年执导过一部玩票性质的娱乐片《摇滚青年》,讲述了霹雳舞青年的迷茫与反叛。影片开场便是一群青年在午门下大秀动感的霹雳舞,现代与传统的对撞不言而喻。

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    1

    色散波

    色散界说为光频率或传播情景对介质中相速率存在影响的效应。当光束通过介质时,不同频率的光波在介质中将具有不同的折射率或传播速率。这将使得通过介质的各光波在空间上发陌生离,在时候上变得不同步,即对入射光波在空域和时域上的散播产生影响。

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    一种材料在全波段下的色散弧线

     蚁合菲涅尔公式,色散在空间域上主要发达为光束的分离:

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    三棱镜色散

    在真空中,不同光波皆具有换取的速率c,但在介质中,光波的传播速率和介质折射率关联,在不讨论其他非线性光学效应的同期,色散效应在时域上主要发达为不同频率光速率的延长或光脉冲的展宽。不同频率光速率上的相反导致了波包的扩散或迷漫,如底下所示:

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    色散导致光脉冲的展宽

    色散分为平素色散和反常色散,平素色散中高频波比低频波传播速率慢,正反常色散中高频波比低频波传播速率快。

    2

    相速率

    相速率是波上相位固定的少量的传播速率,即等相位面的挪动速率,它不传递信息,波不错用一个正弦或余弦函数形容:

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     若是试验快波振幅为恒定的某少量,则该点在t0时刻和t1时刻应具有换取的相位,即:

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          也即是说t0到t1时候段内,该点由z0位置传输到了z1位置,则其传播速率为:

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          归并列波,相邻两个波峰(或波谷)的距离是λ,时候为T,波的传播速率为v=λ/T,是以上式还可写为:

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    3

    群速率

    等振幅面的传播速率称为波包的群速率,不错通过谋略包络振幅最大处(即波包中心处)的传播速率获得,波包的群速率代表了能量或信号的传递速率,群速率是对于一族频率左近的波的传播速率。假设沿归并标的传播的频率不同的两束波为:

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    频率不同的两束波的重迭

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    其传播标的为z轴,振幅为1,λ1、λ2与δ1、δ2分离为两束波的波长及运转相位,两列波的波数为:

    k1=2π/λ1,k2=2π/λ2

          两束波重迭后(振幅调制波)可写为:

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    式中

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    重迭之后场的波动如图中的蓝色实线所示,它清晰了某一忽儿沿z轴的振幅散播,蓝色虚线是蓝色实线波动的包络弧线。因此,重迭后的波动呈现出二重周期振动。其中快波(蓝色实线)的周期是两束波周期的平均值,当该两束波周期收支较小时,快波与原波有大约换取的周期;而慢波(蓝色虚线)变化的频率是原波频率之差。若是试验快波(蓝色实线)振幅为恒定的某少量:

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    经查,段维平身党员干部,严重违反社会公德,利用微信多次他人发送淫秽信息,社会造成恶劣影响,严重败坏党形象。依据《中国共产党纪律处分条例》有关规定,经市纪委常委会议研究并报市委批准,决定给予段维平开除党籍处分,并按规定降低其退休待遇。

          那么该点的传播速率为:

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    而慢波(蓝色包络线)振幅为恒值的某点为:

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          因此它的挪动速率为:

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    当光波在色散介质中传播时,由于频率不同,其传播速率也不同,其合成波的波形在传播流程中握住地产生微细变形,此时很难信得过界连系成波的速率。不外,当ω1≈ω2,且ω>>Δω时,不错觉得合成波的波形变化渐渐,因而仍可用调制包络的挪动速率来界说群速率。

         当Δω很小(因而Δk很小)时,有:

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          以上是由不同形势推出的群速抒发式,可适用于不同场景。上式中,vg清晰群速率,v清晰相速率,λ清晰真空中波长,λn=λ/n清晰介质中的波长。当用介质中的波长λn清晰群速时,有:

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          同期,群速和相速之间的讨论还不错由以下形势推得,因:

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    对ω取微商:

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    折射率n=c/v,把c/vg界说为“群速折射率”ng,并用真空波长λ=2πc/ω代替ω作自变量,于是ωdn/dω=-λdn/dλ,则上式可改写为:

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    高频载波以蓝色披露,低频包络以红色披露。红色和蓝色线条分离以群速率和相速率挪动

    以下是用desmos数学软件绘图的重迭波传输默示图:

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    1、无色散(dn/dλ=0)时

    从下图不错看出,重迭波中,包络前进的速率(群速率)与包络下高频波前进的速率(相速率)换取。 y1和y2传播速率极度(皆等于ω/k=2),群速率和相速率也极度,骨子上,唯有真空才属于这种情况。

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    2、平素色散(dn/dλ<0)时

    从下图不错看出,重迭波中,包络前进的速率(群速率)比包络下高频波前进的速率(相速率)要小。y1和y2传播速率不同,群速率和相速率不极度。

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    3、反常色散(dn/dλ>0)时

    从下图不错看出,重迭波中,包络前进的速率(群速率)比包络下高频波前进的速率(相速率)要大。y1和y2传播速率不同,群速率和相速率不极度。

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    不同频率的光在归并介质中的折射率是不相似的,于是不同频率的光的相速率也不相似,这即是相速率色散。当Δω很小时(二阶导数d2ω/dk2雷同等于0,即忽略了群速率色散),此时介质中的合成包络不错觉得莫得发生变化。而当Δω较大时(d2ω/dk2等高阶导数不可忽略时/传播常数不均匀低随频率变化),则合成包络的时势会快速发生变化,这即是群速率色散。相速率色散是色散的一阶效应,而群速率色散是色散的二阶效应。

     以上仅以两个频率为例谈论相速和群速,而本质中的光束皆具有一定的频谱宽度,是以对于频率团结变化的好多波的重迭,设其振幅为A(k),则重迭后的遵循为:

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          设中心频率为ω0,相应的波数为k0,令:

    k-k0=δk

    若是以ω0为中心把ω伸开为δk的级数,则

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          上式中下角标“0”清晰ω=ω0时的值,而vg具有速率量纲。假如Δk较小(窄带),振幅A(k)变化渐渐,此时咱们只能取上式中的前两项,则清晰该波群的群速抒发式为:

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          需要强调的是,因为Δω很窄,是以上述论断中忽略了ω(k)伸开式中的高次项(忽略二阶及以上高阶小量),此时可觉得脉冲包络不随传播距离发生变化。

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    窄带下ω和k的雷同线性讨论

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    当不可忽略伸开式中的高次项时(在ω(k)伸开式入网及二阶及以上小量),波包的时势将随时候而快速扩散,这时就必须讨论高次项对群速带来的影响。

    唯有在色散很小的介质中传播时,群速率才不错视为一个波群的传播速率。若是Δω较大(宽带),不同频率的群速率将不一致,则得不到强壮的波群,复色波群速率的倡导也就没特道理。

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    宽带下ω和k的非线性讨论

    下图为讨论群速率色散后(d2ω/dk2)的脉冲传输默示图:

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    光波默示图(红色点为波前速率,绿点为群速率,蓝点为相速率)

    4

    相速率和群速率的相对讨论

    在折射率随波长变化的色散介质中,有一定光谱宽度的波,其相速与群速是不同的量。群速率是波包的传播速率(振幅最大点的挪动速率),而波动佩戴的能量与振幅平方成正比,是以群速率即是光能量或光信号的传播速率,这就意味着它概况传递信息,频频实验中测量到的光脉冲的传播速率即是群速率,而不是相速率。

          下图为相速率和群速率大小的相对讨论:

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    相速率和群速率大小的相对讨论|https://resource.isvr.soton.ac.uk/spcg/tutorial/tutorial/Tutorial_files/Web-further-dispersive.htm

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    Phase velocity = Group Velocity:若是所有不同的波长具有统统换取的相速率,则包络不错保抓恒定,即群速率等于相速率;

    Phase velocity = -Group Velocity:包络与重量波的开通标的相悖;

    Phase velocity > Group Velocity:重量波比包络挪动的快;

    Phase velocity < Group Velocity:重量波比包络挪动的慢;

    Group Velocity = 0:当重量波通过包络时,包络是静止的;

    Phase velocity = 0:唯有包络在静止重量波上挪动。

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    要终了信号传递,必须对波进行振幅或频率的调制,这就波及到不啻一个频率的波所构成的波群,因此用群速率来清晰信号速率时,不错觉得群速率只在真空或在物资平素色散的情况下是特道理的。这时因为采纳比拟小,一个波群(波列)在一定距离内的传播不会发生权臣的衰减,这么,信号传播才特道理。对于反常色散情况,由于波的能量被物资热烈采纳,波赶紧衰减,波群不可传播。此时群速率就不在具有物理道理,不可用来清晰信号速率。

    以上即是本期的一说念内容。下期咱们先容与色散关联的群延时(GD)、群速率色散(GVD)、群延时色散(GDD)等倡导。

    参考贵府:

    1、https://electroagenda. com/en/ group-velocity- mathematical-proof/

    2、https://www.rp-photonics. com /group_velocity.html

    3、赵凯华. 光学新倡导物理教程. 高档解说出书社, 2004.

    4、卢亚雄. 激光束传输与变换时间. 电子科技大学出书社, 1999

    5、郁说念银. 工程光学. 机械工业出书社中国银河业绩分析, 2015.

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