Valovi: frekvenca valovanja skozi dolžino in druge formule

Valovna dolžina

Formule

Osnovna formula, ki odgovarja na vprašanje, kako najti valovno dolžino skozi frekvenco, je podana spodaj:

l = v / u

Tu je l valovna dolžina v metrih, v je njegova hitrost širjenja v m / s, u pa je linearna frekvenca v hertzu.

Ker je frekvenca povezana z obdobjem z inverzno relacijo, je prejšnji izraz lahko napisan drugače:

l = vT

T je čas oscilacij v sekundah.

Ta parameter lahko izrazimo s ciklično frekvenco in fazno hitrostjo:

l = 2pi * v / w

V tem izrazu je w ciklična frekvenca, izražena v radianih na sekundo.

Frekvenca valovanja skozi dolžino, kot je razvidno iz prejšnjega izraza, je naslednja:

u = v / l

Razmislite o elektromagnetnem valu, ki se razmnožuje v snovi indeks lomljenja n. Potem se frekvenca valovanja skozi dolžino izrazi z naslednjim razmerjem:

u = c / (l * n)

Če se razmnožuje v vakuumu, potem n = 1, izraz pa ima naslednjo obliko:

u = c / l

V zadnji formuli se frekvenca valovanja skozi dolžino izrazi s konstanto c = hitrost svetlobe v vakuumu, c = 300.000 km / s.

Valovi de Broglie

Za te valove imajo formule nekoliko drugačno obliko. Določajo verjetnostno gostoto in se uporabljajo v kvantni mehaniki, da bi našli parametre obravnavanega delca. Dolžina in frekvenca sta opredeljena takole:

l = h / p

u = E / h

h je planckova konstanta, p je moment delcev in E je energija delcev.

Uporaba

Zgornje formule lahko uporabimo za iskanje parametrov elektromagnetnih valov in drugih valov, v vakuumu, zraku ali drugem mediju. Da bi ugotovili, kako je frekvenca valov izražena v dolžini ali obratno, je treba vedeti, kako hitro je njegovo širjenje in lastnosti medija. Elektromagnetno se bo najverjetneje gibalo v vakuumu ali zraku zaradi nizke električne in magnetne prepustnosti, saj je njegova hitrost v obratnem sorazmerju s korenom proizvoda teh parametrov.

Z zvočnim valom bo prišlo do druge situacije. Hitrost zvoka v trdnih delih in tekočinah več kot v zraku. Najvišja hitrost bo v železu in litiju (okoli 6000 m / s), steklu - 4800 (m / c), zlata, srebra, platine. Hitrost zvoka v trdnih in tekočih medijih se določi s precej kompleksnimi odvisnostmi, ob upoštevanju gostote medija in Young modul.