Dyspersja fali
Długość fali – najmniejsza odległość pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie drgań (czyli pomiędzy dwoma powtarzającymi się fragmentami fali – zob. rysunek). Dwa punkty fali są w tej samej fazie, jeżeli wychylenie w obu punktach jest takie samo i oba znajdują się na etapie wzrostu (lub zmniejszania się). Jeżeli w jednym punkcie wychylenie zwiększa się a w drugim maleje, to punkty te znajdują się w fazach przeciwnych.Absorpcja – w optyce proces pochłaniania energii fali elektromagnetycznej przez substancję. Natężenie światła wiązki przechodzącej przez substancję ulega zmniejszeniu nie tylko w wyniku absorpcji, lecz również na skutek rozpraszania światła. O ile jednak promieniowanie rozproszone opuszcza ciało, to część zaabsorbowana zanika powodując wzrost energii wewnętrznej tego ciała.
Dyspersja chromatyczna – w technice i telekomunikacji światłowodowej jest to zależność współczynnika załamania światła włókna światłowodowego od długości fali (częstotliwości), co oznacza zależność prędkości propagacji sygnału w światłowodzie od długości fali.
Dyspersja fali – zależność prędkości fazowej i grupowej fali od jej częstotliwości.
Dyspersję fali oraz zjawiska z niej wynikające obserwuje się w ośrodku, którego właściwości zależą od częstotliwości (długości fali). Jeżeli prędkość fazowa i grupowa fali nie zależy od jej częstotliwości, o takiej fali mówi się, że nie ulega dyspersji, a ośrodek nazywany jest niedyspersyjnym.
W wyniku rozchodzenia się fal w ośrodku dyspersyjnym fale o różnej częstotliwości rozchodzą się z różną prędkością; oznacza to, że prędkość rozchodzenia się odpowiedniego sygnału, zwana prędkością grupową, jest inna niż prędkość rozchodzenia się fazy fali (prędkość fazowa) i także zależy od częstotliwości.
Dyspersja jest zjawiskiem powszechnym: ulegają jej prawie wszystkie rodzaje fal w bardzo wielu ośrodkach.
Dyspersja fal elektromagnetycznych[ | edytuj kod]
Dyspersji ulega fala elektromagnetyczna, w tym światło. Światło, rozchodząc się w ośrodku materialnym, może ulec rozszczepieniu na fale o różnej częstotliwości. Z tego powodu zjawisko rozszczepienia światła nazywane jest dyspersją, choć zjawisko dyspersji fal jest zjawiskiem ogólniejszym.
Dyspersja jest nazywana normalną, gdy współczynnik załamania w sposób ciągły zmniejsza się wraz ze wzrostem długości fali. Gdy materiał wykazuje selektywną absorpcję, wówczas dla pewnych zakresów długości fal współczynnik załamania może rosnąć przy wzroście długości fali. Taką dyspersję nazywa się anomalną.
Dyspersja fal na wodzie[ | edytuj kod]
Falami ulegającymi dyspersji są też fale na wodzie. Fale te mają większą prędkość, gdy poruszają się na głębszej wodzie, a mniejszą na płytszej – w wyniku tego zachodzą następujące zjawiska:
Z fizycznego punktu widzenia oznacza to, że przestaje obowiązywać zasada superpozycji fal i fala przestaje być falą harmoniczną.
Dyspersja fal w światłowodzie[ | edytuj kod]
Dyspersją nazywa się także zależność prędkości rozchodzenia się fali od innych czynników, na przykład w światłowodzie.
Zjawisko dyspersji w światłowodach (zależność współczynnika załamania ośrodka od częstości fali) jest bardzo małe, lecz ma istotny wpływ na rozchodzenie się impulsów ze względu na duże odległości ich przesyłania (wpływ dyspersji kumuluje się wraz z drogą propagacji) i stosowanie coraz krótszych czasów emisji impulsów (widmo impulsów jest tym szersze, im krótszy jest impuls).