נפיצה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

נפיצה של קרן אור דרך מנסרה
הגדל
נפיצה של קרן אור דרך מנסרה

נפיצה היא מונח בתורת הגלים, המתייחס למקרה שבו מהירות ההתקדמות של גל מונוכרומטי בתווך תלויה באורך הגל (או לחילופין בתדירותו). המשמעות העיקרית של קיום נפיצה במערכת כלשהי היא ההתרחבות של חבילת הגלים עם חלוף הזמן. הסיבה לכך היא שחבילת הגלים מורכבת מאוסף של גלים בעלי אורך גל שונה וכל אחד מהם נע במהירות אחרת. משמעות נוספת של קיום נפיצה מתבטא באופן שבירת הקרניים במעבר מתווך אחד לאחר, כיוון שלפי חוק סנל זווית השבירה תלויה במהירות הגל. הביטוי הבולט לנפיצה הוא פירוק האור הלבן למרכיביו במעבר דרך מנסרה.

אם נסמן ב ω את תדירות הגל וב- k את מספר הגל, אזי הפונקציה: \omega \left(k\right) נקראת יחס הנפיצה, ו- \omega\left( k\right)/k היא מהירות (מהירות הפאזה) הגל בעל מספר גל k. יחס הנפיצה קובע גם את מהירות החבורה של חבילת גלים \frac{ d\omega \left( k \right)}{dk}.

דוגמאות ליחס נפיצה הן:

כאשר a הוא קבוע הסריג, ו Ω היא תדירות דבאי.

  • גלי פני מים: \omega^2=\left(gk+ \frac{ \sigma k^3}{\rho} \right) \tanh (kh)

כאשר g הוא קבוע הגרביטציה, h הוא עומק הנוזל, ρ היא צפיפות הנוזל, ו- σ הוא מתח הפנים.