位相速度

よみ方

いそうそくど

英　語

phase velocity

説　明

波動の山谷の形が進む速度のことで、周波数を ${\omega}$ 、波数を ${k}$ とすると、 $v_{\rm ph}={\omega}/ {k}$ で定義される。一方群速度は、 $v_{\rm g}=\partial {\omega}/\partial {k}$ で定義され、波束の進む速度すなわち波のエネルギーを伝える速度となる。プラズマ中では、一様媒質でもローレンツ力が磁場に垂直方向に働くため、電磁流体波動の位相速度も群速度も角度依存性がある。たとえばアルベーン波の場合の位相速度は、背景磁場と波数 ${\boldsymbol k}$ の間の角度を $\theta$ とすると、 $v_{\rm ph}=V_{\rm A} \cos(\theta)$ と表され、磁力線方向の位相速度が最大でアルベーン速度 $V_{\rm A}$ となり、斜め伝播になると遅くなり垂直方向の位相速度はゼロになる。一方群速度は磁力線方向にのみアルベーン速度 $V_{\rm A}$ で伝わる。