Valovi: frekvencija vala kroz duljinu i druge formule

valna duljina

formula

Osnovna formula koja odgovara na pitanje kako pronaći valnu duljinu kroz frekvenciju je dano u nastavku:

l = v / u

Ovdje je valna duljina u metrima, v je brzina propagacije u m / s, i u je linearna frekvencija u hertzima.

Budući da je učestalost vezana uz razdoblje inverznim odnosom, prethodna se ekspresija može pisati drugačije:

l = vT

T je razdoblje oscilacija u sekundama.

Moguće je izraziti ovaj parametar kroz cikličku frekvenciju i faznu brzinu:

l = 2pi * v / w

U ovom izrazu w je ciklička frekvencija izražena u radijanima po sekundi.

Frekvencija vala kroz duljinu, kako se može vidjeti iz prethodnog izraza, je sljedeća:

u = v / l

Razmislite o elektromagnetskom valu koji se širi u materiji indeks loma br. Tada se frekvencija vala kroz duljinu izražava sljedećim omjerom:

u = c / (l * n)

Ako propagira u vakuumu, onda je n = 1, a izraz ima sljedeći oblik:

u = c / l

U posljednjoj formuli, frekvencija vala kroz duljinu izražava se pomoću konstante c = brzine svjetlosti u vakuumu, c = 300.000 km / s.

Valovi de Broglie

Za ove valove, formule će imati malo drugačiji oblik. Oni određuju gustoću vjerojatnosti i koriste se u kvantnoj mehanici kako bi pronašli parametre čestice koja se razmatra. Duljina i frekvencija definirani su kako slijedi:

l = h / p

u = E / h

h je Planckova konstanta, p je zamah čestica, a E je energija čestica.

Primenenenie

Ove formule mogu se koristiti kako bi pronašli parametre obje elektromagnetskih valova i različite prirode, u vakuumu, zrakom ili drugom mediju. Da bi se utvrdilo kako je frekvencija vala izražava dužine, ili obrnuto, potrebno je znati brzinu distribucije i svojstvima medija. Elektromagnetsko će samo brže u vakuumu ili u zraku, zbog niske električne i magnetske permeabilnosti, jer je njegova brzina je obrnuto proporcionalna kvadratnom korijenu proizvoda ovih parametara.

S valom zvuka bit će još jedna situacija. Brzina zvuka u krutinama i tekućinama više nego u zraku. Maksimalna brzina će biti u željezo i litij (oko 6000 m / c), stakla - 4800 (m / c), zlato, srebro, platina. Brzina zvuka u čvrstim i tekućim medijima određuje se pomoću vrlo složenih ovisnosti, uzimajući u obzir gustoću medija i Youngov modul.