Frekvencia a vlnová dĺžka sú dve základné vlastnosti vĺn. Frekvencia (v Hz) hovorí, koľkokrát za sekundu sa vlna opakuje. Vlnová dĺžka je fyzická vzdialenosť medzi po sebe nasledujúcimi vrcholmi. Sú navzájom nepriamo úmerné prostredníctvom rýchlosti vlny v danom prostredí.
Vzorec
Vlnová dĺžka = Rýchlosť / Frekvencia
λ = v / f
Alebo:
Frekvencia = Rýchlosť / Vlnová dĺžka
f = v / λ
Pre elektromagnetické vlny (svetlo) vo vákuu: v = 3 × 10⁸ m/s.
Príklad: Svetlo
Viditeľné zelené svetlo má vlnovú dĺžku ~500 nm. Aká je jeho frekvencia?
500 nm = 5 × 10⁻⁷ m
f = (3 × 10⁸) / (5 × 10⁻⁷) = 6 × 10¹⁴ Hz
Ľudské oko reaguje na frekvencie od 4×10¹⁴ Hz (červená) do 8×10¹⁴ Hz (fialová).
Rýchlosť závisí od prostredia
| 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 |
Príklad: Zvuk
Zvuková vlna 440 Hz (hudobný tón A) vo vzduchu (343 m/s):
λ = 343 / 440 = 0,78 m = 78 cm
Vo vode (1 480 m/s):
λ = 1 480 / 440 = 3,36 m
Aplikácie
- Rádiový prenos: rôzne frekvencie vyžadujú rôzne veľkosti antén
- Optika: dizajn šošovky závisí od vlnovej dĺžky
- Akustika: rozmery miestnosti ovplyvňujú rezonančné frekvencie
- Astronómia: červený posun odhaľuje rýchlosti vzdialených objektov
Tipy
Pamätajte, že frekvencia sa nemení, keď vlna vstúpi do iného prostredia — ale vlnová dĺžka áno. Čím vyššia frekvencia, tým kratšia vlnová dĺžka (nepriama úmernosť).