¿Qué es la velocidad de grupo?

¿Se refiere a la velocidad a la que se mueven un conjunto de pulsos de luz en su totalidad?

Sí, entendido de forma coloquial y vívida, la velocidad de grupo (Group Velocity) se refiere a la velocidad a la que la envolvente (Envelope) de un haz de pulsos de luz, formado por la combinación de ondas de luz de múltiples frecuencias (denominado paquete de ondas o Wave Packet en física), se propaga a través de un medio.

Para comprender este concepto de manera más rigurosa, podemos compararlo con la velocidad de fase (Phase Velocity):

1. Diferencia entre velocidad de fase y velocidad de grupo

  • Velocidad de fase (denotada como v_p): Se refiere a la velocidad de propagación de una onda armónica monocromática de frecuencia única (fase isócrona) en un medio. Para una onda monocromática con frecuencia angular \omega y número de onda angular k, la velocidad de fase se define como:
    v_p = \frac{\omega}{k}
  • Velocidad de grupo (denotada como v_g): En la ingeniería práctica, las ondas de luz infinitamente largas y absolutamente monocromáticas no existen. Las señales de luz reales (como los pulsos láser) son