Różnica między długością fali a częstotliwością

Długość fali a częstotliwość
 

Częstotliwość i długość fali to dwa zjawiska spotykane w mechanice fal. Częstotliwość oscylacji opisuje, jak „częste” jest zdarzenie. Długość fali fali opisuje długość fali jednostkowej. Obie te koncepcje są bardzo ważne w zrozumieniu takich dziedzin, jak mechanika fal, współczesna fizyka, mechanika kwantowa i teoria pola elektromagnetycznego. Niezbędne jest jasne zrozumienie tych pojęć, aby osiągnąć sukces w takich dziedzinach. W tym artykule omówimy częstotliwość i długość fali, ich definicje, podobieństwa długości fali i częstotliwości oraz różnicę między długością fali a częstotliwością.

Częstotliwość

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. Odwrotność częstotliwości ruchu okresowego daje czas na okres. Proste ruchy harmoniczne i tłumione ruchy harmoniczne są również ruchami okresowymi. W ten sposób częstotliwość okresowego ruchu można również uzyskać z wykorzystaniem różnicy czasu między dwoma podobnymi zdarzeniami. Częstotliwość prostego wahadła zależy tylko od długości wahadła i przyspieszenia grawitacyjnego dla małych oscylacji.

Długość fali

Długość fali to koncepcja omawiana pod falami. Długość fali fali to długość, w której kształt fali zaczyna się powtarzać. Można to zdefiniować za pomocą równania falowego. Dla równania fali zależnej od czasu ψ (x, t), w danym czasie, jeżeli ψ (x, t) jest równe dla dwóch wartości x i nie ma żadnych punktów między dwoma punktami o tej samej wartości,, różnica x wartości są znane jako długość fali fali. Zależność między długością fali, częstotliwością i prędkością fali jest dana przez v = f λ, gdzie f jest częstotliwością fali, a λ jest długością fali. Dla danej fali, ponieważ prędkość fali jest stała, długość fali staje się odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości.