Fasehastighet

Fasehastighet, eller fasfart, är hastigheten med vilken en konstant fas hos en våg förflyttas genom rummet. Den definieras som v_p = ω/k, där ω är vågens vinkelhastighet och k är vågtalet. Det innebär att varje fasfront förflyttar sig med denna hastighet, vilket ofta kan beskrivas med en sinusvåg av formen ψ(x,t) = cos(kx − ωt).

I medier kan fasfarten bero på frekvensen genom materialets refraktivitet n(ω). I ett icke-dispersivt medium är n konstant och fasfarten är v_p = c/n, där c är ljusets vakuumhastighet. I dispersiva medier varierar n med ω, vilket gör att fasfarten blir frekvensberoende.

Skillnaden mellan fasfart och gruppfart är central. Gruppfarten v_g = dω/dk beskriver hur vågpacketen, och därmed energi och information, rör sig. I icke-dispersiva medier är v_p och v_g lika, men i dispersiva medier skiljer de sig vanligtvis åt; fasfarten kan vara större eller mindre än gruppfarten beroende på hur ω uppträder som funktion av k.

Relativistiska aspekter: fasfart kan i vissa medier överstiga ljushastigheten i vakuum utan att bryta relativitetens orsakssamband, eftersom det inte direkt motsvarar informationsöverföring. Informationen används i allmänhet av gruppfarten eller av frontens hastighet, som i praktiken sätts av hur snabbt en ny fas eller ett nyvärt mönster kan uppstå i vågen.

Användningar och sammanhang: begreppet är centralt inom optik, akustik och kvantvågor. Exempelvis används fasfart i analysen av ljus i fibrer och andra dispersiva medier för att förstå hur olika frekvenser propagaterar.