Όλα τα κύματα—φωτεινά, ηχητικά, ραδιοφωνικά, σεισμικά—μοιράζονται μια θεμελιώδη σχέση μεταξύ μήκους κύματος, συχνότητας και ταχύτητας κύματος. Η κατανόηση αυτής της σχέσης είναι απαραίτητη στη φυσική, τις τηλεπικοινωνίες και την ακουστική.
Η εξίσωση ταχύτητας κύματος
v = f × λ
Όπου:
- v = ταχύτητα κύματος (m/s)
- f = συχνότητα (Hz = κύκλοι ανά δευτερόλεπτο)
- λ (λάμδα) = μήκος κύματος (m)
Αναδιατυπώσεις:
- f = v / λ
- λ = v / f
Φωτεινά κύματα
Η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι c = 3 × 10⁸ m/s.
Παράδειγμα: Βρείτε το μήκος κύματος του μπλε φωτός με συχνότητα 6,5 × 10¹⁴ Hz. λ = c / f = (3 × 10⁸) / (6,5 × 10¹⁴) = 4,62 × 10⁻⁷ m = 462 nm (μπλε-βιολετί)
Ηχητικά κύματα
Η ταχύτητα του ήχου στον αέρα στους 20°C είναι περίπου 343 m/s.
Παράδειγμα: Βρείτε το μήκος κύματος του μεσαίου Ντο (262 Hz) στον αέρα. λ = 343 / 262 = 1,31 μέτρα
Παράδειγμα: Βρείτε τη συχνότητα ηχητικού κύματος με μήκος κύματος 0,5 m. f = 343 / 0,5 = 686 Hz (εντός του ακουστικού εύρους 20 Hz–20.000 Hz)
Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα
| Ακτινοβολία | Συχνότητα (Hz) | Μήκος κύματος |
|---|---|---|
| Ραδιο | 10³–10⁹ | 0,3 mm – 300 km |
| Μικροκύματα | 10⁹–10¹² | 0,3 mm – 30 cm |
| Υπέρυθρη | 10¹²–4×10¹⁴ | 700 nm – 300 μm |
| Ορατό φως | 4–7,5×10¹⁴ | 400–700 nm |
| Υπεριώδης | 7,5×10¹⁴–10¹⁷ | 10–400 nm |
| Ακτίνες-Χ | 10¹⁷–10²⁰ | 0,01–10 nm |
Χρησιμοποιήστε την αριθμομηχανή μήκους κύματος και συχνότητας για οποιονδήποτε τύπο κύματος.