Честотата и дължината на вълната са две основни свойства на вълните. Честотата (в Hz) е броят пъти в секунда, в които вълната се повтаря. Дължината на вълната е физическото разстояние между последователни гребени. Те са обратно свързани чрез скоростта на вълната в средата.
Формулата
Дължина на вълната = Скорост / Честота
λ = v / f
Или:
Честота = Скорост / Дължина на вълната
f = v / λ
За електромагнитни вълни (светлина) в вакуум: v = 3 × 10⁸ m/s.
Пример: Светлина
Видимата светлина е около 500 nm (зелена). Каква е честотата?
500 nm = 5 × 10⁻⁷ m
f = (3 × 10⁸) / (5 × 10⁻⁷) = 6 × 10¹⁴ Hz
Човешкото зрение реагира на честоти от 4×10¹⁴ Hz (червено) до 8×10¹⁴ Hz (виолетово).
Скоростта варира в зависимост от средата
| Medium | Speed | Relative to c |
|---|---|---|
| Vacuum | 3.0 × 10⁸ m/s | 1.0 |
| Air | 3.0 × 10⁸ m/s | ≈1.0 |
| Water | 2.25 × 10⁸ m/s | 0.75 |
| Glass | 2.0 × 10⁸ m/s | 0.67 |
Пример: Звук
Звукова вълна 440 Hz (нота Ла) се разпространява в въздух при 343 m/s:
λ = 343 / 440 = 0,78 m = 78 cm
Във вода (1 480 m/s):
λ = 1 480 / 440 = 3,36 m
Приложения
- Радиопредаване: различни честоти изискват различни размери антени
- Оптика: дизайнът на лещи зависи от дължината на вълната
- Акустика: размерите на помещението влияят на резониращите честоти
- Астрономия: червеното отместване разкрива скоростите на отдалечените обекти
Съвети
Честотата не се променя, когато вълна влиза в различна среда — но дължината на вълната се променя. Колкото по-висока е честотата, толкова по-кратка е дължината на вълната.