Długość fali jest ważnym parametrem fizycznym,niezbędne do rozwiązania wielu problemów akustycznych i elektronicznych. Można go obliczyć na kilka sposobów, w zależności od ustawionych parametrów. Najwygodniej jest to zrobić, znając częstotliwość lub okres i szybkość propagacji.
Formuły
Podstawową formułę, która odpowiada na pytanie, jak znaleźć długość fali na podstawie częstotliwości, przedstawiono poniżej:
l = w / y
Tutaj l jest długością fali w metrach, v jest prędkością jej propagacji wm / s, u jest częstotliwością liniową w hercach.
Ponieważ częstotliwość jest powiązana z okresem w odwrotnej relacji, poprzednie wyrażenie można zapisać inaczej:
l = vT
T to okres oscylacji w sekundach.
Ten parametr można wyrazić jako częstotliwość cykliczną i prędkość fazową:
l = 2pi * v / w
W tym wyrażeniu w oznacza częstotliwość cykliczną wyrażoną w radianach na sekundę.
Częstotliwość fali pod względem długości, jak widać z poprzedniego wyrażenia, jest następująca:
u = v / l
Rozważ falę elektromagnetyczną, która rozchodzi się w substancji o współczynniku załamania n. Wtedy częstotliwość fali na długości wyraża się następującym stosunkiem:
u = c / (l * n)
Jeśli propaguje się w próżni, to n = 1, a wyrażenie przyjmuje postać:
u = c / l
W ostatnim wzorze częstotliwość fali na długości wyraża się za pomocą stałej c - prędkość światła w próżni, c = 300 000 km / s.
Fale de Broglie
W przypadku tych fal wzory będą miały nieco inny wyglądwidok. Określają gęstość prawdopodobieństwa i są wykorzystywane w mechanice kwantowej do znalezienia parametrów danej cząstki. Długość i częstotliwość definiuje się w następujący sposób:
l = h / p
u = E / h
h to stała Plancka, p to pęd cząstki, E to energia cząstki.
Podanie
Podane formuły można wykorzystać do:znajdowanie parametrów zarówno elektromagnetycznych, jak i fal o innej naturze, w próżni, powietrzu lub innym medium. Aby określić, w jaki sposób częstotliwość fali wyraża się w postaci długości lub odwrotnie, musisz znać prędkość jej propagacji i właściwości ośrodka. Elektromagnetyczny porusza się najszybciej w próżni lub powietrzu, ze względu na niską przepuszczalność elektryczną i magnetyczną, ponieważ jego prędkość jest odwrotnie proporcjonalna do pierwiastka iloczynu tych parametrów.
Inaczej będzie wyglądała sytuacja z falą dźwiękową.Prędkość dźwięku w ciałach stałych i cieczach jest większa niż w powietrzu. Najwyższa prędkość będzie w żelazie i litu (około 6000 m/s), szkle – 4800 (m/s), złocie, srebrze, platynie. Prędkość dźwięku w ośrodkach stałych i ciekłych wyznaczana jest za pomocą dość złożonych zależności, uwzględniających gęstość ośrodka i moduł Younga.
