Из частоты в длину волны
Введите частоту в герцах и скорость распространения в метрах в секунду.
О длине волны
Длина волны — расстояние между одинаковыми точками соседних циклов, например от гребня до гребня или от сжатия до сжатия. Обычно её обозначают греческой буквой лямбда. Частота показывает, сколько циклов проходит через точку за секунду, а скорость волны — как быстро возмущение распространяется в среде. Эти величины связаны основным соотношением: длина волны равна скорости, делённой на частоту, то есть λ = v/f.
Для электромагнитных волн в вакууме скорость составляет точно 299,792,458 метров в секунду. Радиоволны, микроволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение подчиняются этому соотношению, хотя их частоты и длины волн охватывают множество порядков величины. В воздухе скорость лишь немного ниже для многих практических электромагнитных расчётов. В стекле, воде, волокне и других материалах волны идут медленнее в соответствии с показателем преломления.
Для механических волн нужна скорость, соответствующая среде и условиям. В сухом воздухе около 20 градусов Цельсия звук распространяется примерно со скоростью 343 метра в секунду, но температура, влажность, состав газа и допущения о давлении могут влиять на выбранное значение. В жидкостях и твёрдых телах звук идёт намного быстрее. Скорость волн на струнах, поверхности воды и в упругих материалах также определяется натяжением, плотностью, глубиной, жёсткостью и геометрией. Поэтому верная скорость не менее важна, чем верная частота.
Калькулятор принимает базовые единицы СИ: частоту в герцах и скорость в метрах в секунду. Основной результат дан в метрах, а дополнительный — в нанометрах для удобной интерпретации оптических волн. Нанометр равен одной миллиардной метра. Для света с частотой 500 терагерц ввод 500,000,000,000,000 герц и скорости света в вакууме даёт около 599.6 нанометра — длину волны видимого спектра.
Используйте инструмент для оценки антенн, задач по акустике, спектроскопии, связи и основ волновой физики. Размеры реальной антенны могут составлять четверть, половину или другую долю рассчитанной длины волны в свободном пространстве с поправками на конструкцию и окружение. Для точных задач используйте фазовую скорость конкретной среды и достаточное число значащих цифр. Уравнение для частоты, фазовой скорости и длины волны точно, а практическая точность зависит от введённых данных.
Частые вопросы
По какой формуле рассчитывается длина волны?
Разделите скорость волны на частоту: λ = v/f. Используйте согласованные единицы: метры в секунду, делённые на циклы в секунду, дают метры.
Какую скорость использовать для света?
Для электромагнитного излучения в вакууме используйте 299,792,458 m/s. В материале нужна меньшая фазовая скорость, соответствующая показателю преломления.
Как связаны частота и длина волны?
При постоянной скорости они обратно пропорциональны. Удвоение частоты уменьшает длину волны вдвое.
Можно ли использовать калькулятор для звука?
Да, введите частоту звука и скорость звука в среде. В воздухе скорость зависит от температуры и состава, поэтому выбирайте значение под условия.
Почему длина волны показана также в нанометрах?
Длины волн видимого и близких электромагнитных диапазонов удобно выражать в нанометрах. Вывод двух единиц избавляет от ручного умножения метров на миллиард.