Różnica między prędkością fali a częstotliwością fali

Prędkość fali a częstotliwość fali

Prędkość fali i częstotliwość fali to dwie bardzo ważne właściwości fali. Prędkość fali opisuje szybkość rozprzestrzeniania się energii. Częstotliwość fali opisuje, jak szybko fala oscyluje. Obie te właściwości są bardzo ważne przy definiowaniu i opisywaniu fali. Wymagana jest odpowiednia wiedza na temat tych pojęć, aby wyróżniać się w takich dziedzinach, jak mechanika klasyczna, mechanika kwantowa, a nawet proste dziedziny, takie jak akustyka. W tym artykule omówimy częstotliwość fali i prędkość fali, ich definicje, podobieństwa prędkości fali i częstotliwości fali, a na koniec różnice między prędkością fali i częstotliwością fali.

Częstotliwość fali

Częstotliwość to pojęcie omawiane w okresowych ruchach obiektów. Aby zrozumieć pojęcie częstotliwości, konieczne jest właściwe zrozumienie ruchów okresowych. Ruch okresowy można uznać za każdy ruch, który powtarza się w ustalonym czasie. Planeta obracająca się wokół Słońca to ruch okresowy. Satelita krążący wokół Ziemi jest ruchem okresowym; nawet ruch zestawu kulek równoważących jest ruchem okresowym. Większość ruchów okresowych, które napotykamy, są kołowe, liniowe lub półkoliste. Okresowy ruch ma częstotliwość. Częstotliwość oznacza, jak „częste” jest zdarzenie. Dla uproszczenia bierzemy częstotliwość jako liczbę wystąpień na sekundę. Okresowe ruchy mogą być jednolite lub nierównomierne. Mundur może mieć jednolitą prędkość kątową. Funkcje takie jak modulacja amplitudy mogą mieć podwójne okresy. Są to funkcje okresowe zamknięte w innych funkcjach okresowych. Częstotliwość fali jest właściwością określaną przez źródło fali. W przypadku fal, takich jak światło i dźwięk, częstotliwość fali pozostaje taka sama, niezależnie od medium, po którym się porusza.

Prędkość fali

Prędkość fali to prędkość, którą fala rozchodzi się w ośrodku. Prędkość fali jest właściwością ośrodka. Można to opisać terminem impedancja. Impedancja to odporność ośrodka na propagację fali. Medium o wyższej impedancji spowoduje, że fala porusza się wolniej, a medium o niższej impedancji spowoduje szybsze przemieszczanie się fali. Związek między prędkością fali i częstotliwością fali jest znany ze słynnego równania V = f λ, gdzie V jest prędkością fali, f jest częstotliwością fali, a λ jest długością fali. Impedancja ośrodka zależy również od częstotliwości fali.