Bølgefarten

Bølgefarten er hastigheten som en bølge sprer seg gjennom et medium. Den beskrives ofte i to relaterte begreper: fasefart og gruppefart. Fasefarten er forholdet mellom bølgefrekvensen og bølgelengden og kan skrives som v_p = ω/k, der ω er vinkelfrekvensen og k er bølnetallet. Gruppefarten er hastigheten til energien eller bølgestrømmen og kan skrives som v_g = dω/dk.

I ikke-dispersive medier er alle bølger av samme type og forskjellige frekvenser har samme hastighet, slik at v_p og v_g er like. I dispersive medier der hastigheten avhenger av frekvens eller bølgelengde, kan fase- og gruppefartene være forskjellige. Dette er viktig i fenomener som brytning, spredning og wave-packet-bevegelser.

Eksempler på bølgefart i ulike medier: For vannbølger varierer hastigheten med dybden. I dyp vann følger gravity waves en dispersion der ω^2 = gk, som gir v_p = sqrt(g/k) og v_g = v_p/2. I grunndlige forhold (grunnvann) kan v_p og v_g være like. For lys og elektromagnetiske bølger er hastigheten i et medium v = c/n, der n er refraktiviteten; i dispersive medier varierer v med frekvens.

Måleenheter og praktisk betydning: Bølgefarten avgjør hvor raskt signaler når fram, hvordan energien transporteres og hvordan bølgenes mønstre oppfører seg ved grenseflater. Kunnskap om v_p og v_g er grunnleggende i fysikk, ingeniørfag, meteorologi og akustikk, samt i studier av hav, jord og atmosfære.