Frekuensi dan panjang gelombang adalah dua sifat dasar gelombang. Frekuensi (diukur dalam Hz) adalah berapa kali gelombang berulang dalam satu detik. Panjang gelombang adalah jarak fisik antara puncak atau lembah yang berurutan. Mereka berbanding terbalik melalui kecepatan gelombang dalam medium, memungkinkan konversi di antara keduanya.
Rumusnya
Wavelength = Speed / Frequency
λ = v / f
Atau:
Frequency = Speed / Wavelength
f = v / λ
Di mana:
- λ (lambda) = panjang gelombang (meter)
- f = frekuensi (Hertz, Hz)
- v = cepat rambat gelombang dalam medium
Untuk gelombang elektromagnetik (cahaya) dalam ruang hampa: v = 3 × 10⁸ m/s (kecepatan cahaya).
Contoh yang Berhasil: Ringan
Cahaya tampak memiliki panjang gelombang sekitar 500 nm (hijau). Berapa frekuensinya?
500 nm = 500 × 10⁻⁹ m = 5 × 10⁻⁷ m
f = (3 × 10⁸ m/s) / (5 × 10⁻⁷ m)
f = 6 × 10¹⁴ Hz
Lampu hijau ini berosilasi 600 triliun kali per detik. Mata manusia merespons frekuensi kira-kira antara 4 × 10¹⁴ Hz (merah) dan 8 × 10¹⁴ Hz (ungu).
Kecepatan Bervariasi berdasarkan Media
Cahaya merambat dengan kecepatan berbeda di media berbeda:
| Sedang | Kecepatan | Relatif terhadap c |
|---|---|---|
| Kekosongan | 3,0 × 10⁸ m/s | 1.0 |
| Udara | 3,0 × 10⁸ m/s | ≈1.0 |
| Air | 2,25 × 10⁸ m/s | 0.75 |
| Kaca | 2,0 × 10⁸ m/s | 0.67 |
Di dalam air, cahaya dengan frekuensi yang sama memiliki panjang gelombang yang lebih pendek karena kecepatan rambatnya lebih lambat.
Contoh yang Berhasil: Suara
Gelombang bunyi dengan frekuensi 440 Hz (not musik A) merambat di udara dengan kecepatan 343 m/s (pada 20°C).
λ = 343 m/s / 440 Hz = 0.78 m = 78 cm
Panjang gelombangnya sekitar 78 cm. Di dalam air (kecepatan 1.480 m/s):
λ = 1,480 m/s / 440 Hz = 3.36 m
Panjang gelombangnya adalah 3,36 m di dalam air — lebih panjang karena bunyi merambat lebih cepat di sana.
Aplikasi
Memahami hubungan frekuensi-panjang gelombang sangat penting untuk:
- Transmisi radio: Frekuensi yang berbeda memerlukan ukuran antena yang berbeda (λ/4 atau λ/2)
- Optik: Desain lensa bergantung pada panjang gelombang
- Akustik: Dimensi ruangan memengaruhi frekuensi yang beresonansi
- Astronomi: Pergeseran merah (perubahan panjang gelombang) menunjukkan kecepatan benda jauh
Kiat
Ingatlah bahwa frekuensi tidak berubah ketika gelombang memasuki medium yang berbeda — tetapi panjang gelombang berubah. Semakin tinggi frekuensinya, semakin pendek panjang gelombangnya (hubungan terbalik). Selain itu, ketika membandingkan jenis gelombang yang berbeda (cahaya vs suara), selalu tentukan mediumnya karena kecepatannya bervariasi.
Gunakan [Konverter Panjang Gelombang Frekuensi](/en/conversions/scientific-units/frekuensi-panjang gelombang-konv) untuk mengkonversi antara frekuensi dan panjang gelombang secara instan.