波長は重要な物理的パラメータです。音響および無線電子機器の多くの問題を解決するために必要です。指定されているパラメーターに応じて、いくつかの方法で計算できます。伝播の頻度または期間と速度を知ってこれを行うのが最も便利です。
数式
周波数の観点から波長を見つける方法の質問に答える基本的な式を以下に示します。
l = v / u
ここで、lはメートル単位の波長、vはm / s単位の伝搬速度、uはヘルツ単位の線形周波数です。
頻度は逆の関係で周期に関連しているため、前の式は別の方法で書くことができます。
l = vT
Tは秒単位の発振周期です。
このパラメータは、周期的な周波数と位相速度で表すことができます。
l = 2pi * v / w
この式では、wはラジアン/秒で表される周期周波数です。
前の式からわかるように、長さに関する波の周波数は次のように求められます。
u = v / l
屈折率nの物質を伝播する電磁波を考えてみましょう。次に、長さ全体の波の周波数は、次の比率で表されます。
u = c /(l * n)
真空中で伝播する場合、n = 1であり、式は次の形式を取ります。
u = c / l
最後の式では、長さ全体にわたる波の周波数は、定数c(真空中の光速、c = 300,000 km / s)を使用して表されます。
ドブロイ波
これらの波の場合、式はわずかに異なります見る。それらは確率密度を決定し、問題の粒子のパラメータを見つけるために量子力学で使用されます。長さと頻度は次のように定義されます。
l = h / p
u = E / h
hはプランク定数、pは粒子の運動量、Eは粒子のエネルギーです。
応用
与えられた式は、真空、空気または他の媒体で、異なる性質の電磁波と波動の両方のパラメータを見つける。波の周波数が長さでどのように表現されるか、またはその逆を決定するには、波の伝播速度と媒体の特性を知る必要があります。電磁気は、その速度がこれらのパラメータの積の根に反比例するため、電気的および磁気的透過性が低いため、真空または空気中で最も速く移動します。
音波の状況は異なります。固体と液体の音速は空気よりも速いです。最高速度は、鉄とリチウム(約6000 m / s)、ガラス-4800(m / s)、金、銀、プラチナになります。固体および液体媒体の音速は、媒体の密度とヤング率を考慮して、かなり複雑な依存関係を使用して決定されます。