Golven: de frequentie van de golf door de lengte en andere formules

De golflengte is een belangrijke fysieke parameter,nodig voor het oplossen van veel problemen met akoestiek en radio-elektronica. Het kan op verschillende manieren worden berekend, afhankelijk van welke parameters zijn ingesteld. Het is het gemakkelijkst om dit te doen, wetende de frequentie of periode en snelheid van voortplanting.

formule

De basisformule die de vraag beantwoordt hoe de golflengte door de frequentie te vinden, wordt hieronder weergegeven:

l = v / u

Hier is l de golflengte in meters, v is de voortplantingssnelheid in m / s en u is de lineaire frequentie in Hertz.

Omdat de frequentie gerelateerd is aan de periode door de inverse relatie, kan de vorige uitdrukking anders worden geschreven:

l = vT

T is de periode van oscillaties in seconden.

Het is mogelijk om deze parameter uit te drukken via de cyclische frequentie en de fasesnelheid:

l = 2pi * v / w

In deze uitdrukking is w de cyclische frequentie die wordt uitgedrukt in radialen per seconde.

De frequentie van de golf over de lengte, zoals te zien is aan de vorige uitdrukking, is als volgt:

u = v / l

Overweeg een elektromagnetische golf die zich voortplant in een stof met een brekingsindex n. Vervolgens wordt de frequentie van de golf door de lengte uitgedrukt in de volgende verhouding:

u = c / (l * n)

Als het zich in een vacuüm voortplant, dan is n = 1, en de uitdrukking heeft de volgende vorm:

u = c / l

In de laatste formule wordt de frequentie van de golf door de lengte uitgedrukt met behulp van de constante c = de snelheid van het licht in een vacuüm, c = 300.000 km / s.

Golven van de Broglie

Voor deze golven hebben de formules een iets anderekijken. Ze bepalen de waarschijnlijkheidsdichtheid en worden in de kwantummechanica gebruikt om de parameters van het beschouwde deeltje te vinden. De lengte en frequentie worden als volgt gedefinieerd:

l = h / p

u = E / h

h is de Planck-constante, p is het deeltjesmomentum en E is de deeltjesenergie.

Primenenenie

De bovenstaande formules kunnen worden gebruikt voorhet vinden van parameters van zowel elektromagnetische als golven van een andere aard, in een vacuüm, lucht of ander medium. Om te bepalen hoe de frequentie van een golf wordt uitgedrukt in lengte of vice versa, moet men de snelheid van de voortplanting en de eigenschappen van het medium kennen. Elektromagnetisch zal hoogstwaarschijnlijk in vacuüm of lucht bewegen vanwege de lage elektrische en magnetische permeabiliteit, omdat de snelheid omgekeerd evenredig is met de wortel van het product van deze parameters.

Met een geluidsgolf zal er een andere situatie zijn. De snelheid van het geluid in vaste stoffen en vloeistoffen is groter dan in lucht. De hoogste snelheid is in ijzer en lithium (ongeveer 6000 m / s), glas - 4800 (m / c), goud, zilver, platina. De snelheid van het geluid in vaste en vloeibare media wordt bepaald door vrij gecompliceerde afhankelijkheden, waarbij rekening wordt gehouden met de dichtheid van het medium en de Young-modulus.