相速度

相速度，是指波的相速度或相位速度，或簡稱相速，相速度的定義是電磁波的恆定相位點的推進速度。換句話說，波的任一頻率成分所具有的相位即以此速度傳遞。可以挑選波的任一特定相位來觀察（例如波峰），則此處會以相速度前行。

基本介紹

• 中文名：相速度
• 外文名：Phase velocity
• 公式：Vp=fλ=ω/β
• 簡稱：相速
• 概念：波的恆定相位在空間中傳播速度
• 描述：彈性波、光波

相速度簡介

對於電場為 的電磁波，其恆定相位點為 常數，相速度應為 。這裡β為相位常數，下標p表示為相速度。相速度可以與頻率有關，也可以與頻率無關，取決於相位常數β。在理想介質中，與角頻率成線性關係，於是是一個與頻率無關的常數，因此理想介質是非色散的。然而，在色散媒質（如導電媒質）中，相位常數β不再與角頻率成線性關係，電磁波的相速度隨頻率改變，產生色散現象。

相速度群速度

無線電波在介質中傳播時，如果該介質的介電常數ε與頻率無關，波的傳播速度也與頻率無關，這種介質稱為非色散介質；與此相反，如果介質的ε或傳播速度v與頻率有關，則稱為色散介質。

單色波傳播速度的公式是從等相面的傳播導出的，因此稱為相速。

相速度：單一頻率的正弦電磁波波的等相面（例如波峰面或波谷面）在介質中傳播的速度v=c/n，c為自由空間中的光速，n為介質對該頻率電磁波的折射指數。

實用系統的信號總是由許多頻率分量組成，在色散介質中，各單色分量將以不同的相速傳播，因此要確定信號在色散介質中的傳播速度就發生困難，為此引入群速的概念，它描述信號的能量傳播速度。對於電離層（地球大氣由下往上分為對流層、平流層、電離層、磁層），因折射指數n〈1，所以無線電波的相速度大於光速c，這一結論和相對論的理論並不矛盾，因為相速度只代表相位變化的快慢，並不代表電磁波能量的真正傳播速度。群速則總小於自由空間的光速c。

群速度：許多不同頻率的正弦電磁波的合成信號在介質中傳播的速度。不同頻率正弦波的振幅和相位不同，在色散介質中，相速不同，故在不同的空間位置上的合成信號形狀會發生變化。群速是包絡波上任一恆定相位點的推進速度，是一個代表能量的傳播速度。

情況分析

群速度與相速度關係及色散情況分析

群速度與相速度關係及色散情況分析可參考群速度。