תדר ואורך גל הם שני מאפיינים בסיסיים של גלים. תדר (בהרץ) הוא כמה פעמים בשנייה גל חוזר על עצמו. אורך הגל הוא המרחק הפיזי בין פסגות עוקבות. הם קשורים ביחס הפוך דרך מהירות הגל בתווך.
הנוסחה
אורך גל = מהירות / תדר
λ = v / f
או:
תדר = מהירות / אורך גל
f = v / λ
עבור גלים אלקטרומגנטיים (אור) בריק: v = 3 × 10⁸ מ'/ש'.
דוגמה: אור
לאור ירוק גלוי אורך גל של ~500 ננומטר. מה התדר שלו?
500 nm = 5 × 10⁻⁷ m
f = (3 × 10⁸) / (5 × 10⁻⁷) = 6 × 10¹⁴ Hz
העין האנושית מגיבה לתדרים בין 4×10¹⁴ הרץ (אדום) ל-8×10¹⁴ הרץ (סגול).
המהירות משתנה לפי התווך
| 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 |
דוגמה: קול
גל קולי בתדר 440 הרץ (תו לה) בהתפשטות באוויר (343 מ'/ש'):
λ = 343 / 440 = 0.78 מ' = 78 ס"מ
במים (1,480 מ'/ש'):
λ = 1,480 / 440 = 3.36 מ'
יישומים
- שידורי רדיו: תדרים שונים דורשים גדלי אנטנה שונים
- אופטיקה: עיצוב עדשות תלוי באורך הגל
- אקוסטיקה: ממדי חדר משפיעים על תדרי תהודה
- אסטרונומיה: הסחה לאדום מגלה מהירויות גרמים שמיימיים רחוקים
טיפים
זכור שהתדר אינו משתנה כאשר גל נכנס לתווך שונה — אך אורך הגל כן משתנה. ככל שהתדר גבוה יותר, כך אורך הגל קצר יותר (יחס הפוך).