Wave Velocity   파동 속도, 빛 속도, 광 속도, 전파 속도, 소리 속도

(2016-10-12)

광속 [Light Velocity]

파동/광학/음향파동/진동
광학
음향
 > 파동/진동파동
진동
 > 파동 1. 파동

파동의 형태
파동의 특성량
파동의 표현
 > 파동의 특성량 1. 진폭
2. 주기
3. 파수
4. 파장
5. 주파수
6. 각 진동수
7. 파동 속도
8. 위상 속도
9. 군 속도
10. 포락선
11. 파동 임피던스

     
1. 파동 속도에너지를 실어나르는 속도
     - 파동질량 입자의 이동 속도가 아님 (실제 매질이 움직이는 것이 아님)

  ㅇ 자연에서 가장 빠른 속도는? 
     - 매질 없는 자유 공간에서 자연이 낼 수 있는 가장 빠른 속도 = (전자기파) 속도
        . 제약 없는 우주공간이 자연이 가장 빨리 내달릴 수 있는 최적 환경 임
           .. 즉, 광속은 유한함 (자연의 속도 한계)


2. 파동과 관련된 여러가지 속도 표현전자파(E&M) 또는 (Light) 속도                             
     
     - (n : 굴절률, ε : 유전율, μ : 투자율, c :  속도, v : 파동 속도)
        . 한편, 매질을 지날 때의  속도매질의 전기적(ε),자기적(μ) 성질에 영향 받음

     - 진공 속도는 불변의 물리 상수(Physical Constant)로 간주되고,    ☞ 상대론 참조
        . 실험 측정에 의해 구해짐                                  ☞ 마이켈슨 간섭계 참조
           .. 1975년 제15차 국제도량형총회(CGPM)에서 다음의 값으로 공식 결정
           .. 자유공간  속도  c = 299,792,458 [meter/sec]

  ㅇ 전송선로 상의 전압 또는 전류 파동 속도
     - 무손실 균일 전송선로   : 
        . (L,C : 단위길이당 분포소자 값)

  ㅇ 진동하는 끈의 속도 : 
     - T : 장력, ρ : 단위길이 당 질량음파(Sound Wave) 속도 (음속)
     - 음파전자기파와 달리 반드시 매질이 있음
        . 공기 중 약 340 [m/s]
           .. 기체 보다는 액체, 액체 보다는 고체에서 더 빠름

  ㅇ 지진파(Seismic Wave) 속도
     - 보통, 수 km/s (수십 Hz)

  ㅇ 위상속도,군속도
     

     - 분산 매질에서는,
        . 위상속도각 주파수성분 마다 달라지므로 단일 위상속도 없음
        . 신호가 갖는 주파수 변동 범위가 상대적으로 좁은 경우에, 군속도를 정의하여 사용

     - 비 분산적 매질(진공)에서는,
        . 파동의 진행속도가 파장에 관계없이 일정한 값 v를 갖게되며,
        . 이때, 위상속도, 군속도, 파동 진행속도 모두가 같게 됨


3. 파동 속도(v), 주파수(f), 파장(λ) 관계 => 즉, 세 양(量)이 상호 연관적임파동 속도 = 주파수 x 파장 ( v = f λ )


[ 파동의 특성량 ]1. 진폭  2. 주기  3. 파수  4. 파장  5. 주파수  6. 각 진동수  7. 파동 속도  8. 위상 속도  9. 군 속도  10. 포락선  11. 파동 임피던스  

 
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