برای پیدا کردن طول موج مورد نیاز طول موج و سرعت انتشار

در طول درس می توانید به طور مستقل موضوع "طول موج" را مطالعه کنید. سرعت انتشار موج." در این درس با ویژگی های خاص امواج آشنا می شوید. اول از همه، یاد خواهید گرفت که طول موج چیست. ما به تعریف آن، نحوه تعیین و اندازه گیری آن خواهیم پرداخت. سپس نگاهی دقیق تر به سرعت انتشار موج خواهیم داشت.

برای شروع، اجازه دهید آن را به خاطر بسپاریم موج مکانیکیارتعاشی است که در طول زمان در یک محیط الاستیک منتشر می شود. از آنجایی که موج یک نوسان است، تمام ویژگی های مربوط به یک نوسان را خواهد داشت: دامنه، دوره نوسان و فرکانس.

علاوه بر این، موج ویژگی های خاص خود را دارد. یکی از این خصوصیات است طول موج. طول موج با حرف یونانی (لامبدا، یا می گویند "لامبدا") نشان داده می شود و بر حسب متر اندازه گیری می شود. بیایید ویژگی های موج را فهرست کنیم:

طول موج چیست؟

طول موج -این کمترین فاصله بین ذرات ارتعاشی با همان فاز است.

برنج. 1. طول موج، دامنه موج

صحبت در مورد طول موج در یک موج طولی دشوارتر است، زیرا در آنجا مشاهده ذراتی که ارتعاشات مشابهی انجام می دهند بسیار دشوارتر است. اما یک ویژگی نیز وجود دارد - طول موج، که فاصله بین دو ذره که ارتعاش یکسانی را انجام می دهند، ارتعاش با فاز یکسان را تعیین می کند.

همچنین طول موج را می توان مسافت طی شده توسط موج در طول یک دوره نوسان ذره نامید (شکل 2).

برنج. 2. طول موج

مشخصه بعدی سرعت انتشار موج (یا به سادگی سرعت موج) است. سرعت موجمانند هر سرعت دیگری با یک حرف نشان داده می شود و در اندازه گیری می شود. چگونه می توان به وضوح توضیح داد که سرعت موج چیست؟ ساده ترین راه برای انجام این کار استفاده از یک موج عرضی به عنوان مثال است.

موج عرضیموجی است که در آن اغتشاشات عمود بر جهت انتشار آن جهت گیری می کنند (شکل 3).

برنج. 3. موج عرضی

تصور کنید یک مرغ دریایی بر فراز تاج یک موج پرواز می کند. سرعت پرواز آن بر فراز تاج، سرعت خود موج خواهد بود (شکل 4).

برنج. 4. برای تعیین سرعت موج

سرعت موجبستگی به چگالی محیط دارد، نیروهای برهمکنش بین ذرات این محیط چقدر است. بیایید رابطه بین سرعت موج، طول موج و دوره موج را بنویسیم: .

سرعت را می توان به عنوان نسبت طول موج، مسافت طی شده توسط موج در یک دوره، به دوره ارتعاش ذرات محیطی که موج در آن منتشر می شود، تعریف کرد. علاوه بر این، به یاد داشته باشید که دوره با رابطه زیر با فراوانی مرتبط است:

سپس رابطه ای بدست می آوریم که سرعت، طول موج و فرکانس نوسان را به هم متصل می کند: .

می دانیم که یک موج در نتیجه عمل نیروهای خارجی به وجود می آید. توجه به این نکته حائز اهمیت است که وقتی یک موج از یک رسانه به رسانه دیگر منتقل می شود، ویژگی های آن تغییر می کند: سرعت امواج، طول موج. اما فرکانس نوسان ثابت می ماند.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. سوکولوویچ یو.آ.، بوگدانوا جی.اس. فیزیک: کتاب مرجع با مثال هایی از حل مسئله. - پارتیشن مجدد نسخه 2. - X.: وستا: انتشارات "رانوک"، 1384. - 464 ص.
2. Peryshkin A.V.، Gutnik E.M.، فیزیک. پایه نهم: کتاب درسی آموزش عمومی. مؤسسات / A.V. پریشکین، ای.ام. گوتنیک. - ویرایش چهاردهم، کلیشه. - M.: Bustard, 2009. - 300 p.

1. پورتال اینترنتی "eduspb" ()
2. پورتال اینترنتی "eduspb" ()
3. پورتال اینترنتی "class-fizika.narod.ru" ()

مشق شب

جسمی که در یک محیط الاستیک در حال نوسان است اختلالی ایجاد می کند که از نقطه ای به نقطه دیگر منتقل می شود و موج نامیده می شود. این امر با سرعت خاصی اتفاق می افتد که سرعت انتشار آن در نظر گرفته می شود. یعنی این کمیتی است که مسافت طی شده توسط هر نقطه از موج را در یک دوره واحد زمان مشخص می کند.

اجازه دهید موج در امتداد یکی از محورها حرکت کند (مثلاً افقی). شکل آن پس از مدت زمان معینی در فضا تکرار می شود، یعنی پروفیل موج در امتداد محور انتشار با سرعت ثابت حرکت می کند. در طول زمان مربوطه، جلوی آن با فاصله ای به نام طول موج جابه جا می شود.

معلوم می شود که طول موج همان فاصله ای است که جلوی آن در یک دوره زمانی برابر با دوره نوسان "پیموده می شود". برای وضوح، بیایید یک موج را به شکلی که معمولاً در نقاشی ها به تصویر کشیده می شود تصور کنیم. همه ما به یاد داریم که چه شکلی هستند، به عنوان مثال: باد آنها را در امتداد دریا می راند و هر موج یک تاج و پایین ترین نقطه (حداقل) دارد و هر دو دائماً در حال حرکت و جایگزینی یکدیگر هستند. نقاطی که در یک فاز قرار دارند، بالای دو تاج مجاور هستند (فرض کنیم که تاج ها دارای ارتفاع یکسان هستند و حرکت با سرعت ثابت انجام می شود) یا دو پایین ترین نقطه از امواج مجاور. طول موج دقیقاً فاصله بین چنین نقاطی (دو تاج مجاور) است.

همه چیز می تواند به شکل امواج حرکت کند - گرما، نور، صدا. طول همه آنها متفاوت است. به عنوان مثال، هنگامی که امواج صوتی از جو عبور می کنند، فشار هوا را کمی تغییر می دهند. نواحی حداکثر فشار با حداکثر امواج صوتی مطابقت دارد. گوش انسان به دلیل ساختاری که دارد، این تغییرات فشار را تشخیص می دهد و سیگنال هایی را به مغز می فرستد. صدا را اینگونه می شنویم.

طول موج صوت خواص آن را تعیین می کند. برای پیدا کردن آن، باید (بر حسب متر بر ثانیه) را بر فرکانس هرتز تقسیم کنید. مثال: در فرکانس 688 هرتز، موج صوتی با سرعت 344 متر بر ثانیه حرکت می کند. طول موج در این حالت برابر با 344 خواهد بود: 688 = 0.5 متر. مشخص است که سرعت انتشار موج در همان محیط تغییر نمی کند، بنابراین طول آن به فرکانس بستگی دارد. فرکانس های پایین طول موج بیشتری نسبت به فرکانس های بالا دارند.

نمونه ای از نوع دیگری از تابش الکترومغناطیسی، موج نور است. نور بخشی از طیف الکترومغناطیسی است که با چشم ما قابل مشاهده است. طول موج نوری که بینایی انسان می تواند درک کند از 400 تا 700 نانومتر (نانومتر) متغیر است. در هر دو طرف محدوده مرئی طیف، مناطقی قرار دارد که توسط چشم ما قابل درک نیستند.

امواج فرابنفش دارای طول موج کوتاه‌تر از قسمت مرئی طیف هستند. اگرچه چشم انسان قادر به دیدن آنها نیست، اما با این وجود می توانند آسیب قابل توجهی به بینایی ما وارد کنند.

طول موج بیشتر از حداکثر طولی است که می توانیم ببینیم. این امواج توسط تجهیزات ویژه گرفته می شود و به عنوان مثال در دوربین های دید در شب استفاده می شود.

در میان پرتوهای قابل دسترس برای دید ما، پرتو بنفش کوتاه‌ترین طول و پرتو قرمز بیشترین طول را دارد. در بین آنها کل طیف مرئی قرار دارد (رنگین کمان را به خاطر بسپارید!)

چگونه رنگ ها را درک می کنیم؟ پرتوهای نور با طول معین بر روی شبکیه چشم که گیرنده های حساس به نور دارد می ریزد. این گیرنده‌ها سیگنال‌ها را مستقیماً به مغز ما منتقل می‌کنند، جایی که احساس یک رنگ خاص شکل می‌گیرد. اینکه دقیقاً چه رنگ هایی را می بینیم بستگی به طول موج پرتوهای فرودی دارد و روشنایی احساس رنگ با شدت تابش تعیین می شود.

تمام اجسام اطراف ما توانایی بازتاب، انتقال یا جذب نور فرودی (به طور کامل یا جزئی) را دارند. به عنوان مثال، رنگ سبز شاخ و برگ به این معنی است که از کل محدوده، عمدتا پرتوهای سبز منعکس می شود، بقیه جذب می شوند. اجسام شفاف تمایل دارند تابش با طول خاصی را مسدود کنند، که برای مثال در عکاسی با فیلتر استفاده می شود.

بنابراین، رنگ یک جسم به ما در مورد توانایی آن در انعکاس امواج قسمت خاصی از طیف می گوید. ما اجسامی را می بینیم که کل طیف را به صورت سفید بازتاب می کنند و اجسامی را که همه پرتوها را جذب می کنند سیاه می بینیم.

امواج رادیویی چیست؟

امواج رادیویی امواج الکترومغناطیسی هستند که با سرعت نور (300000 کیلومتر بر ثانیه) در فضا حرکت می کنند. به هر حال، نور نیز امواج الکترومغناطیسی است که خواصی مشابه امواج رادیویی (انعکاس، شکست، تضعیف و غیره) دارد.

امواج رادیویی انرژی ساطع شده توسط یک نوسانگر الکترومغناطیسی را در فضا حمل می کنند. و هنگامی که میدان الکتریکی تغییر می کند، به دنیا می آیند، به عنوان مثال، هنگامی که یک جریان الکتریکی متناوب از یک هادی عبور می کند یا زمانی که جرقه ها از فضا می پرند، به عنوان مثال. مجموعه ای از پالس های جریان سریع متوالی.

تشعشعات الکترومغناطیسی با فرکانس، طول موج و قدرت انرژی منتقل شده مشخص می شود. فرکانس امواج الکترومغناطیسی نشان می دهد که چند بار در ثانیه جهت جریان الکتریکی در امیتر تغییر می کند و بنابراین، چند بار در ثانیه مقدار میدان های الکتریکی و مغناطیسی در هر نقطه از فضا تغییر می کند. فرکانس بر حسب هرتز (هرتز) اندازه گیری می شود، واحدی که به نام دانشمند بزرگ آلمانی هاینریش رودولف هرتز نامگذاری شده است. 1 هرتز یک ارتعاش در ثانیه، 1 مگاهرتز (MHz) یک میلیون ارتعاش در ثانیه است. با دانستن اینکه سرعت امواج الکترومغناطیسی برابر با سرعت نور است، می توانیم فاصله بین نقاطی از فضا را که میدان الکتریکی (یا مغناطیسی) در همان فاز است، تعیین کنیم. به این فاصله طول موج می گویند. طول موج بر حسب متر با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

یا تقریبا
که در آن f فرکانس تابش الکترومغناطیسی بر حسب مگاهرتز است.

فرمول نشان می دهد که برای مثال، فرکانس 1 مگاهرتز با طول موج تقریباً مطابقت دارد. 300 متر با افزایش فرکانس، طول موج کاهش می یابد، با کاهش - خودتان حدس بزنید. بعداً خواهیم دید که طول موج مستقیماً بر طول آنتن برای ارتباطات رادیویی تأثیر می گذارد.

امواج الکترومغناطیسی آزادانه در هوا یا فضای بیرونی (خلاء) حرکت می کنند. اما اگر یک سیم فلزی، آنتن یا هر جسم رسانای دیگری در مسیر امواج به هم برسند، انرژی خود را به آن می‌دهند و در نتیجه جریان الکتریکی متناوب در این رسانا ایجاد می‌شود. اما تمام انرژی موج توسط هادی جذب نمی شود، بخشی از آن از سطح آن منعکس می شود و یا به عقب باز می گردد یا در فضا پراکنده می شود. به هر حال، این اساس استفاده از امواج الکترومغناطیسی در رادار است.

یکی دیگر از ویژگی های مفید امواج الکترومغناطیسی، توانایی آنها در خم شدن به دور برخی از موانع در مسیرشان است. اما این تنها زمانی امکان پذیر است که ابعاد جسم کوچکتر از طول موج یا قابل مقایسه با آن باشد. به عنوان مثال، برای تشخیص یک هواپیما، طول موج رادیویی مکان یاب باید کمتر از ابعاد هندسی آن (کمتر از 10 متر) باشد. اگر بدن بلندتر از طول موج باشد، می تواند آن را منعکس کند. اما ممکن است آن را منعکس نکند. فناوری Stealth ارتش را در نظر بگیرید که از اشکال هندسی، مواد جاذب رادیو و پوشش‌ها برای کاهش دید اشیاء به مکان یاب استفاده می‌کند.

انرژی حمل شده توسط امواج الکترومغناطیسی به قدرت ژنراتور (امیتر) و فاصله تا آن بستگی دارد. از نظر علمی، این به نظر می رسد: جریان انرژی در واحد سطح نسبت مستقیمی با توان تابش دارد و با مجذور فاصله تا تابشگر نسبت معکوس دارد. این بدان معنی است که محدوده ارتباط به قدرت فرستنده بستگی دارد، اما تا حد زیادی به فاصله تا آن بستگی دارد.

توزیع طیف

امواج رادیویی مورد استفاده در مهندسی رادیو منطقه یا به طور علمی تر، طیفی از 10000 متر (30 کیلوهرتز) تا 0.1 میلی متر (3000 گیگاهرتز) را اشغال می کنند. این تنها بخشی از طیف وسیع امواج الکترومغناطیسی است. امواج رادیویی (در طول کاهش) توسط پرتوهای حرارتی یا فروسرخ دنبال می شوند. پس از آنها بخش باریکی از امواج نور مرئی، سپس طیفی از اشعه ماوراء بنفش، اشعه ایکس و گاما می آید - همه اینها ارتعاشات الکترومغناطیسی از یک ماهیت هستند که فقط در طول موج و بنابراین فرکانس متفاوت هستند.

اگرچه کل طیف به مناطق تقسیم شده است، مرزهای بین آنها به طور آزمایشی مشخص شده است. نواحی به طور پیوسته از یکدیگر پیروی می کنند، به یکدیگر تبدیل می شوند و در برخی موارد همپوشانی دارند.

طبق توافقات بین المللی، کل طیف امواج رادیویی مورد استفاده در ارتباطات رادیویی به محدوده های زیر تقسیم می شود:

اما این محدوده ها بسیار گسترده هستند و به نوبه خود به بخش هایی تقسیم می شوند که شامل محدوده های به اصطلاح پخش و تلویزیون، محدوده زمینی و هوانوردی، ارتباطات فضایی و دریایی، انتقال داده ها و پزشکی، ناوبری راداری و رادیویی و غیره می شود. . هر سرویس رادیویی به بخش خود از طیف یا فرکانس های ثابت اختصاص داده می شود.

تخصیص طیف بین خدمات مختلف

این تفکیک کاملاً گیج کننده است، بنابراین بسیاری از سرویس ها از اصطلاحات "داخلی" خود استفاده می کنند. به طور معمول، هنگام تعیین محدوده های اختصاص داده شده برای ارتباطات سیار زمینی، از نام های زیر استفاده می شود:

نام رسمی محدوده فرکانس را نباید با نام بخش های اختصاص داده شده برای خدمات مختلف اشتباه گرفت. شایان ذکر است که سازندگان عمده تجهیزات ارتباطات زمینی سیار در جهان مدل هایی را تولید می کنند که برای کار در این مناطق خاص طراحی شده اند.

در آینده در مورد خواص امواج رادیویی در رابطه با استفاده از آنها در ارتباطات رادیویی سیار زمینی صحبت خواهیم کرد.

امواج رادیویی چگونه پخش می شوند

امواج رادیویی از طریق یک آنتن به فضا گسیل می شوند و به عنوان انرژی میدان الکترومغناطیسی منتشر می شوند. و اگرچه ماهیت امواج رادیویی یکسان است، توانایی انتشار آنها به شدت به طول موج بستگی دارد.

زمین رسانای الکتریسیته برای امواج رادیویی است (البته خیلی خوب نیست). امواج رادیویی با عبور از سطح زمین به تدریج ضعیف می شوند. این به دلیل این واقعیت است که امواج الکترومغناطیسی جریان های الکتریکی را در سطح زمین تحریک می کنند که بخشی از انرژی را مصرف می کند. آن ها انرژی توسط زمین جذب می شود و هر چه بیشتر باشد، طول موج کوتاهتر (فرکانس بالاتر) است.

علاوه بر این، انرژی موج ضعیف می‌شود زیرا تابش در تمام جهات فضا منتشر می‌شود و بنابراین، هر چه گیرنده از فرستنده دورتر باشد، انرژی کمتری در واحد سطح سقوط می‌کند و کمتر به آنتن می‌رسد.

انتقال از ایستگاه های پخش موج بلند را می توان در فواصل تا چندین هزار کیلومتر دریافت کرد و سطح سیگنال به آرامی و بدون پرش کاهش می یابد. ایستگاه های موج متوسط ​​را می توان در برد هزاران کیلومتر شنید. در مورد امواج کوتاه، انرژی آنها با فاصله گرفتن از فرستنده به شدت کاهش می یابد. این واقعیت را توضیح می دهد که در طلوع توسعه رادیو، امواج از 1 تا 30 کیلومتر عمدتا برای ارتباط استفاده می شد. امواج کوتاهتر از 100 متر عموماً برای ارتباطات از راه دور نامناسب تلقی می شدند.

با این حال، مطالعات بیشتر در مورد امواج کوتاه و فوق کوتاه نشان داد که آنها به سرعت در هنگام حرکت در نزدیکی سطح زمین ضعیف می شوند. هنگامی که تابش به سمت بالا هدایت می شود، امواج کوتاه به عقب باز می گردند.

در سال 1902، الیور هیوساید، ریاضیدان انگلیسی و آرتور ادوین کنلی، مهندس برق آمریکایی، تقریباً به طور همزمان پیش بینی کردند که یک لایه یونیزه شده از هوا در بالای زمین وجود دارد - یک آینه طبیعی که امواج الکترومغناطیسی را منعکس می کند. این لایه یونوسفر نام داشت.

یونوسفر زمین باید امکان افزایش دامنه انتشار امواج رادیویی را تا فواصل بیش از خط دید فراهم می کرد. این فرض به طور تجربی در سال 1923 ثابت شد. پالس های فرکانس رادیویی به صورت عمودی به سمت بالا مخابره می شدند و سیگنال های برگشتی دریافت می شدند. اندازه گیری زمان بین ارسال و دریافت پالس، تعیین ارتفاع و تعداد لایه های بازتابی را ممکن می سازد.

انتشار امواج بلند و کوتاه.

پس از انعکاس از یونوسفر، امواج کوتاه به زمین باز می گردند و صدها کیلومتر "منطقه مرده" در زیر آن باقی می مانند. پس از سفر به یونوسفر و بازگشت، موج "آرام نمی شود"، بلکه از سطح زمین منعکس می شود و دوباره به سمت یونوسفر می رود، جایی که دوباره منعکس می شود و غیره. بنابراین، بارها منعکس می شود، یک رادیو موج می تواند چندین بار دور کره زمین بچرخد.

مشخص شده است که ارتفاع بازتاب در درجه اول به طول موج بستگی دارد. هر چه موج کوتاه‌تر باشد، ارتفاعی که در آن منعکس می‌شود، بیشتر می‌شود و بنابراین، «منطقه مرده» بزرگ‌تر است. این وابستگی فقط برای بخش موج کوتاه طیف (تا حدود 25 تا 30 مگاهرتز) صادق است. برای طول موج های کوتاه تر، یونوسفر شفاف است. امواج از طریق آن نفوذ کرده و به فضای بیرونی می روند.

شکل نشان می دهد که بازتاب نه تنها به فرکانس، بلکه به زمان روز نیز بستگی دارد. این به این دلیل است که یونوسفر توسط تابش خورشید یونیزه می شود و با شروع تاریکی به تدریج بازتابش خود را از دست می دهد. درجه یونیزاسیون نیز به فعالیت خورشیدی بستگی دارد که در طول سال و از سالی به سال دیگر در یک چرخه هفت ساله متفاوت است.

لایه های بازتابنده یونوسفر و انتشار امواج کوتاه بسته به فرکانس و زمان روز.

امواج رادیویی VHF خواصی شبیه به پرتوهای نور دارند. آنها عملاً از یونوسفر منعکس نمی شوند، در اطراف سطح زمین بسیار کمی خم می شوند و در محدوده دید پخش می شوند. بنابراین برد امواج فوق کوتاه کوتاه است. اما این یک مزیت قطعی برای ارتباطات رادیویی دارد. از آنجایی که امواج در محدوده VHF در محدوده دید منتشر می شوند، ایستگاه های رادیویی می توانند در فاصله 150 تا 200 کیلومتری از یکدیگر بدون تأثیر متقابل قرار بگیرند. این به ایستگاه های همسایه اجازه می دهد تا از فرکانس مشابه استفاده مجدد کنند.

انتشار امواج کوتاه و فوق کوتاه.

خواص امواج رادیویی در محدوده DCV و 800 مگاهرتز حتی به پرتوهای نور نزدیکتر است و به همین دلیل ویژگی جالب و مهم دیگری دارد. بیایید به یاد بیاوریم که چراغ قوه چگونه کار می کند. نور یک لامپ که در نقطه کانونی بازتابنده قرار دارد به یک پرتو باریک از پرتوها جمع آوری می شود که می تواند به هر جهت ارسال شود. تقریباً همین کار را می توان با امواج رادیویی با فرکانس بالا انجام داد. آنها را می توان توسط آینه های آنتن جمع آوری کرد و در پرتوهای باریک به بیرون فرستاد. ساخت چنین آنتنی برای امواج با فرکانس پایین غیرممکن است، زیرا ابعاد آن بسیار بزرگ است (قطر آینه باید بسیار بزرگتر از طول موج باشد).

امکان تابش مستقیم امواج، افزایش کارایی سیستم ارتباطی را ممکن می سازد. این به دلیل این واقعیت است که یک پرتو باریک اتلاف انرژی کمتری را در جهت‌های جانبی فراهم می‌کند، که امکان استفاده از فرستنده‌های کم‌توان‌تر را برای دستیابی به یک محدوده ارتباطی مشخص فراهم می‌کند. تابش جهت دار تداخل کمتری با سایر سیستم های ارتباطی که در محدوده پرتو نیستند ایجاد می کند.

دریافت امواج رادیویی همچنین می تواند از تابش جهت دار استفاده کند. به عنوان مثال، بسیاری با آنتن های ماهواره ای سهموی آشنا هستند که تابش فرستنده ماهواره را به نقطه ای که سنسور گیرنده نصب می شود متمرکز می کند. استفاده از آنتن های گیرنده جهت دار در نجوم رادیویی امکان انجام بسیاری از اکتشافات علمی اساسی را فراهم کرده است. توانایی فوکوس کردن امواج رادیویی با فرکانس بالا استفاده گسترده از آنها را در رادار، ارتباطات رله رادیویی، پخش ماهواره ای، انتقال داده های بی سیم و غیره تضمین کرده است.

بشقاب ماهواره ای جهت دار سهموی (عکس از ru.wikipedia.org).

لازم به ذکر است که با کاهش طول موج، تضعیف و جذب انرژی در جو افزایش می یابد. به طور خاص، انتشار امواج کوتاهتر از 1 سانتی متر تحت تأثیر پدیده هایی مانند مه، باران، ابرها قرار می گیرد که می تواند به یک مانع جدی تبدیل شود که محدوده ارتباط را محدود می کند.

ما آموخته ایم که امواج رادیویی بسته به طول موج دارای خواص انتشار متفاوتی هستند و هر قسمت از طیف رادیویی در جایی استفاده می شود که از مزایای آن به بهترین وجه استفاده شود.

یک پارامتر فیزیکی مهم برای حل بسیاری از مسائل در آکوستیک و الکترونیک رادیویی ضروری است. بسته به پارامترهایی که مشخص شده است، می توان آن را به روش های مختلفی محاسبه کرد. اگر فرکانس یا دوره و سرعت انتشار را بدانید، راحت‌تر این کار را انجام دهید.

فرمول ها

فرمول اصلی که به این سوال پاسخ می دهد که چگونه طول موج را از طریق فرکانس پیدا کنیم، در زیر ارائه شده است:

در اینجا l طول موج بر حسب متر، v سرعت انتشار آن بر حسب m/s، u فرکانس خطی بر حسب هرتز است.

از آنجایی که فرکانس مربوط به دوره در یک رابطه معکوس است، عبارت قبلی را می توان متفاوت نوشت:

T دوره نوسان بر حسب ثانیه است.

این پارامتر را می توان بر حسب فرکانس سیکلی و سرعت فاز بیان کرد:

l = 2 pi*v/w

در این عبارت، w فرکانس چرخه‌ای است که بر حسب رادیان در ثانیه بیان می‌شود.

فرکانس موج در طول، همانطور که از عبارت قبلی مشاهده می شود، به شرح زیر است:

بیایید یک موج الکترومغناطیسی را در نظر بگیریم که در ماده ای با n منتشر می شود. سپس فرکانس موج بر حسب طول با رابطه زیر بیان می شود:

اگر در خلاء منتشر شود، n = 1، و عبارت به شکل زیر می شود:

در آخرین فرمول، فرکانس موج بر حسب طول با استفاده از ثابت c - سرعت نور در خلاء، c = 300000 کیلومتر بر ثانیه بیان می شود.

طول موج

مثال ها

تقریباً با خطای حدود 0.07٪ می توانید طول موج رادیویی را به صورت زیر محاسبه کنید: 300 تقسیم بر فرکانس در مگاهرتز، طول موج را بر حسب متر می گیریم، به عنوان مثال برای 80 هرتز، طول موج 3750 کیلومتر است، برای 89 مگاهرتز - 3.37 متر، برای 2.4 گیگاهرتز - 12.5 سانتی متر.

فرمول دقیق محاسبه طول موج تابش الکترومغناطیسی در خلاء به صورت زیر است:

سرعت نور در سیستم بین المللی واحدها (SI) برابر با 299792458 متر بر ثانیه است. دقیقا.

برای تعیین طول موج تابش الکترومغناطیسی در هر محیطی، از فرمول استفاده کنید:

ضریب شکست محیط برای تابش با فرکانس معین کجاست.

یادداشت

ادبیات

بنیاد ویکی مدیا 2010.

ببینید «طول موج» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

فاصله بین دو نزدیکترین نقطه یک موج هارمونیک که در یک فاز هستند. طول موج λ = vT، که در آن T دوره نوسان است،؟ سرعت فاز موج * * * طول موج، فاصله بین دو نزدیکترین نقطه... ... فرهنگ لغت دایره المعارفی

طول موج- (λ) فاصله ای که سطح یک موج فاز مساوی در طول یک دوره نوسان حرکت می کند. [GOST 7601 78] طول موج مسافت طی شده توسط یک موج الاستیک در زمانی برابر با یک دوره کامل نوسان است. )