vector de onda
En física , un vector de onda (también llamado wavevector ) es un vector que ayuda a describir una onda . Como cualquier vector, tiene una magnitud y una dirección , las cuales son importantes. Su magnitud es el número de onda o el número de onda angular de la onda (inversamente proporcional a la longitud de onda ), y su dirección es normalmente la dirección de propagación de la onda (pero no siempre, ver más abajo ).
Hay dos definiciones comunes de vector de onda, que difieren en un factor de 2π en sus magnitudes. Se prefiere una definición en física y campos relacionados, mientras que la otra definición se prefiere en cristalografía y campos relacionados. [1] Para este artículo, se denominarán "definición de física" y "definición de cristalografía", respectivamente.
En las dos definiciones siguientes, la magnitud del vector de onda está representada por ; la dirección del vector de onda se analiza en la siguiente sección.
es la magnitud del vector de onda. En este ejemplo unidimensional, la dirección del vector de onda es trivial: esta onda viaja en la dirección +x con velocidad (más específicamente, velocidad de fase ) . En un sistema multidimensional , el escalar sería reemplazado por el producto escalar vectorial , que representa el vector de onda y el vector de posición, respectivamente.
En cristalografía , las mismas ondas se describen usando ecuaciones ligeramente diferentes. [2] En una y tres dimensiones respectivamente:
La dirección en la que apunta el vector de onda debe distinguirse de la "dirección de propagación de la onda ". La "dirección de propagación de la onda" es la dirección del flujo de energía de una onda y la dirección en la que se moverá un pequeño paquete de ondas , es decir, la dirección de la velocidad del grupo . Para las ondas de luz, esta es también la dirección del vector de Poynting . Por otro lado, el vector de onda apunta en la dirección de la velocidad de fase . En otras palabras, el vector de onda apunta en la dirección normal a las superficies de fase constante , también llamadas frentes de onda .
