這件事
其實只要從 time domain 與 frequency domain 兩者互為 Fourier transform
即可証出一個不等式,直接述明波包長度與頻譜寬度之間的關係:
若波包函數為α(t) (亦即,time domain 訊號為 α(t) cos(ωt+θ) )
且α(t)的標準差為σ
而訊號頻域的標準差即為α(t)的fourier transform β(f) 的標準差,令其值為ρ
1
則不等式 σρ≧ --- 成立 (可利用變分法証得)
2π
而等式成立的條件為,α(t)與β(f)均為鐘形曲線
亦即,若把σ視為波包長度的指標,ρ視為頻譜寬度的指標
則波包長度與頻譜寬度的乘積一定大於某一定值,無法再小
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換句話說,純單頻光,因頻譜的寬度為 0,即,ρ=0
由上述之不等式得知,σ為無窮大
亦即,波包α(t)一定不為有限長度(有限長度的波包其標準差為有限值)
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