＠小傻瓜＠ 1級 2017-10-04 回答

我們日常生活中接觸的波現象一般都是“正色散”的，即描述波的位相傳播的相速度方向與描述波的能量傳播的群速度方向是一致的。比如聲波w=kcs，或者真空裡的光學電磁波w=kc。但是在物理中常常會遇到“負色散”波，即相速度方向與群速度方向相反。比如色散關係有w=w0sin2ak（ak 在0到p之間）的形式（這裡a是結構常數）的強耦合等離子體晶格波，在短波區（p/2 < ak < p）就是“負色散”的。

在w-k平面上，波的負色散關係曲線有可能與同一介質中其它模式的正色散分支相交，產生“能級簡併”，即兩個不同的波在某一波長上具有相同的頻率（能量）。但是微小的“干擾”（比如波的阻尼、有限溫度效應、外加磁場、甚至幾何效應）就可以解除這種“簡併”，使得原來兩個不同波的高頻段與低頻段分別耦合，形成兩支“新”的波。而在原來“簡併能級”附近形成“能隙”。在這個“能隙”裡有可能激發w=常數的本徵振盪模式。這很像量子力學裡的Starks效應。

理論上，“負色散”是強耦合系統的典型特徵之一。可是在介質中如何激發“負色散”的波？

曾經有做實驗的同行問筆者：對強耦合等離子體晶格，如果用以調製脈衝頻率為W的鐳射束擾動去激發類似w=w0sin2ak的格點波，應該得到頻率為W，但是兩種不同波長的波（因為k=k（w）是多值函式）。但是實驗上只觀察到長波的（正色散區）的一支，從來也沒有看到過短波的（負色散區）的那一支。為什麼？筆者專門在一篇論文中做了解釋。但是並不令人滿意。儘管文章發表了，筆者自己還是覺得這個問題沒有真正搞明白。

理論上看：幾何因子a大致相當於等離子體晶格格點之間的距離。所以“負色散區”的波長已經小於格點間距。這樣的波直觀上是什麼樣的呢？

另一方面，常有學生在課堂上問：怎樣理解波的“負色散”性質？因為在日常生活中確實很難看到負色散波。

今天進城，中間等紅燈。很多的車，變了綠燈以後很長時間，我們的車才動。仔細一琢磨，發現每個車都是看到前面車動才動，而不是變燈後大家一起發動、換檔、加速。這不就是典型的“負色散波”嗎！！

這個波的能量即各個質點（汽車）的動能，是沿著前進方向傳播的，而其“位相”即各個質點（汽車）的運動形式，卻是反前進方向傳播的！

其典型的波長，正是略小於車間距！

一般地：我們在X（X>1）環路上遭遇堵車的時候，就是激發這種“負色散波”的過程：大家先接連減速（減速這個“位相”不斷向後傳），然後再接連加速（加速這個“位相”也不斷向後傳）；而“波”的能量總是不斷向前傳的。

這是因為“堵車”系統的強耦合性：）。

雲中帆 1級 2017-10-03 回答

你說呢。。。