Prędkość fali a częstotliwość fali
Prędkość i częstotliwość fali to dwie bardzo ważne właściwości fali. Prędkość fali opisuje, jak szybko energia się rozchodzi. Częstotliwość fali opisuje, jak szybko fala oscyluje. Obie te właściwości są bardzo ważne w definiowaniu i opisywaniu fali. Odpowiednia znajomość tych pojęć jest wymagana, aby osiągać sukcesy w takich dziedzinach, jak mechanika klasyczna, mechanika kwantowa, a nawet proste dziedziny, takie jak akustyka. W tym artykule omówimy, czym jest częstotliwość fali i prędkość fali, ich definicje, podobieństwa prędkości fali i częstotliwości fali, a na koniec różnice między prędkością fali a częstotliwością fali.
Częstotliwość fali
Częstotliwość to pojęcie omawiane w okresowych ruchach obiektów. Aby zrozumieć pojęcie częstotliwości, wymagane jest właściwe zrozumienie ruchów okresowych. Za ruch okresowy można uznać każdy ruch, który powtarza się w ustalonym okresie czasu. Planeta krążąca wokół Słońca jest ruchem okresowym. Satelita krążący wokół Ziemi jest ruchem okresowym; nawet ruch zestawu balansującego jest ruchem okresowym. Większość napotykanych przez nas ruchów okresowych ma charakter kołowy, liniowy lub półkolisty. Ruch okresowy ma częstotliwość. Częstotliwość oznacza, jak „częste” jest zdarzenie. Dla uproszczenia przyjmujemy częstotliwość jako liczbę wystąpień na sekundę. Ruchy okresowe mogą być jednorodne lub niejednorodne. Mundur może mieć jednakową prędkość kątową. Funkcje takie jak modulacja amplitudy mogą mieć podwójne okresy. Są to funkcje okresowe zawarte w innych funkcjach okresowych. Częstotliwość fali to właściwość określona przez źródło fali. W przypadku fal, takich jak światło i dźwięk, częstotliwość fali pozostaje taka sama niezależnie od ośrodka, po którym się porusza.
Prędkość fali
Prędkość fali to prędkość, z jaką fala rozchodzi się w ośrodku. Prędkość fali jest właściwością ośrodka. Można to opisać terminem impedancja. Impedancja to odporność ośrodka na propagację fali. Ośrodek o wyższej impedancji spowoduje wolniejszy ruch fali, podczas gdy ośrodek o niższej impedancji spowoduje, że fala będzie poruszać się szybciej. Związek między prędkością fali a częstotliwością fali jest określony przez słynne równanie V=f λ, gdzie V jest prędkością fali, f jest częstotliwością fali, a λ jest długością fali. Impedancja ośrodka zależy również od częstotliwości fali.
Jaka jest różnica między prędkością fali a częstotliwością fali?
• Prędkość fali to wartość prędkości mierzona w metrach na sekundę. Częstotliwość fali to wartość częstotliwości mierzona w hercach.
• Prędkość fali jest właściwością ośrodka dla określonego typu fali. Częstotliwość fali to właściwość określona przez częstotliwość źródła.
• Częstotliwość fali pozostaje stała niezależnie od ośrodka, po którym porusza się fala. Prędkość fali zmienia się wraz z medium. Ta zmiana prędkości fali powoduje obserwacje, takie jak załamanie.
