Długość fali a częstotliwość
Częstotliwość i długość fali to dwa zjawiska spotykane w mechanice falowej. Częstotliwość oscylacji opisuje, jak „częste” jest zdarzenie. Długość fali opisuje długość fali jednostkowej. Obie te koncepcje są bardzo ważne w zrozumieniu dziedzin, takich jak mechanika falowa, fizyka współczesna, mechanika kwantowa i teoria pola elektromagnetycznego. Aby osiągnąć sukces w takich dziedzinach, niezbędne jest jasne zrozumienie tych pojęć. W tym artykule omówimy, czym są częstotliwość i długość fali, ich definicje, podobieństwa długości fali i częstotliwości, a na koniec różnica między długością fali a częstotliwością.
Częstotliwość
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. Odwrotność częstotliwości ruchu okresowego daje czas na okres. Proste ruchy harmoniczne i tłumione ruchy harmoniczne są również ruchami okresowymi. Tym samym częstotliwość ruchu okresowego można również uzyskać z różnicy czasu między dwoma podobnymi zdarzeniami. Częstotliwość wahadła prostego zależy tylko od długości wahadła i przyspieszenia grawitacyjnego dla małych oscylacji.
Długość fali
Długość fali to pojęcie omawiane pod falami. Długość fali to długość, na której kształt fali zaczyna się powtarzać. Można to zdefiniować za pomocą równania falowego. Dla równania falowego zależnego od czasu ψ(x, t), w danym czasie, jeśli ψ(x, t) jest równe dla dwóch wartości x i nie ma punktów między dwoma punktami o tej samej wartości ψ, różnica x wartości są znane jako długość fali. Zależność między długością fali, częstotliwością i prędkością fali wyraża się wzorem 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.
Jaka jest różnica między częstotliwością a długością fali?
• Częstotliwość można zdefiniować zarówno dla fal i wibracji, jak i dla każdego innego ruchu okresowego.
• Długość fali jest zdefiniowana tylko dla fali. Częstotliwość jest mierzona w hercach. Długość fali jest mierzona w metrach. Długość fali jest odwrotnie proporcjonalna do energii fali. Częstotliwość jest liniowo proporcjonalna do energii fali.
