Довжина хвилі Superprof

21 лютого 2018 р., 5 хвилин читання

Що таке хвиля ?

Хвиля - це деформація що поширюється в середовищі, незалежно від того, матеріальна вона чи ні. Існує два типи хвиль: хвилі механічні і хвилі електромагнітний.

Визначення:
Механічна хвиля: Хвиля, яка поширюється в матеріальному середовищі з передачею енергії без перенесення речовини
Електромагнітна хвиля: Хвиля, що виникає внаслідок вібрації між електричним полем і магнітним полем, яка може поширюватися як серед матеріального, так і нематеріального середовища (вакуум)

Що таке довжина хвилі ?

Тут ми бачимо період між кожною пульсацією
(механічна хвиля, що поширюється на поверхні води).

довжина хвилі - фізична величина, однорідна по довжині. Це характерно для монохроматичної хвилі (тобто для одного кольору). В однорідному середовищі воно визначає відстань, що розділяє два послідовних максимуми (тобто два максимальні значення) амплітуди.

Важливо знати, що довжина хвилі залежить від швидкості. Залежно від середовища, через яке вона проходить, остання буде більш-менш високою.

Увага: частота хвилі залишається незмінною, коли хвиля переходить від одного середовища до іншого, в якому швидкість інша, але довжина хвилі може змінюватися.

Однак, коли хвиля не є монохроматичною, можна провести гармонійний аналіз, щоб розкласти її на суму монохроматичних хвиль.

Не можна забувати, що фізичні явища ніколи не бувають строго періодичними: насправді спектральний аналіз призводить до нескінченної суми монохроматичних хвиль. Потім ми розглядаємо домінуюча довжина хвилі (тобто та, яка відповідає частоті, яка несе найбільшу кількість енергії) як хвиля, яка має центральну частоту діапазону, яка несе найбільшу кількість енергії.

Довжини хвиль зазвичай використовуються в акустиці, радіо та оптиці.

Будь-яка хвиля періодичний (хвиля, збурення якої повторюється через рівні проміжки часу) може характеризуватися подвійною періодичністю:

Періодичність тимчасові, представлений періодом часу
Періодичність просторові, представлений довжиною хвилі

Довжина хвилі становить найкоротша відстань який розділяє два однакові моменти збурення.

Рейтинг та одиниця

Довжина хвилі зазвичай відзначається за допомогою грецької літери лямбда (λ).

У звичайній системі нанометр (нм) як одиниця.
У міжнародній системі (СІ) це зазначається як метр (м).

Зв'язок між періодом часу та довжиною хвилі

Існує зв'язок між період часу та довжина хвилі. Останнє визначається наступним співвідношенням:

λ довжина хвилі в метрах (м)
c швидкість в метрах за секунду (м.с -1)
T проміжок часу в секундах
частота f в герцах (Гц)

Обчисліть довжину хвилі

Якщо хвиля має швидкість поширення "c" і період T, то її довжину можна обчислити, використовуючи таке співвідношення:

λ в метрах (м)
c в метрах за секунду (m.s -1)
T в секундах

Також можна розрахувати довжину хвилі, коли ми знаємо швидкість поширення c і частоту f із наступним співвідношенням:

λ в метрах (м)
c в метрах за секунду (m.s -1)
f в герцах (Гц)

Попередні відносини включають:

Що довжина хвилі пропорційна періоду, а це означає, що, отже, вона тим більша, оскільки період великий.
Що довжина хвилі обернено пропорційна частоті, а отже, вона тим вище, що частота низька.

Приклади розрахунку довжини хвилі

Дізнайтеся все про довжину хвилі !

Якщо звукова хвиля має частоту 1000 Гц і швидкість поширення 330 м.с -1, то її довжина хвилі:

Якщо механічна хвиля має період 2 с і швидкість поширення 5 м.с -1, тоді її довжина хвилі:

Видимі довжини хвиль світла

Світло - одне електромагнітна хвиля чия колір залежить від довжини хвилі. Кожен відтінок і відтінок характеризується власним інтервалом довжини хвилі, і може бути важко встановити точні межі різних кольорів, з одного боку, і діапазону видимого світла, з іншого.

Недарма існує лише один можливий колір на довжину хвилі. Наведені значення варіюються залежно від джерел, найбільш приблизні зберігають для видимого світла інтервал від 400 нм до 800 нм. Навчальні сайти NASA та CNRS пропонують зберегти інтервал [400 нм - 700 нм]

Колір	Фіолетовий	Індіго	Синій	Зелений	Жовтий	Помаранчевий	Червоний
Пов'язана довжина хвилі (в нм)	400	445	475	510	570	590	650

Якщо ми визначимо колір за довжиною хвилі, теплота світла визначається градусами Кельвіна

У всьому спектрі видимого світла, від червоного до фіолетового, довжина хвилі поступово зменшується.

Пам’ятайте: електромагнітна хвиля - це хвиля, результатом якої є зв’язана вібрація a електричне поле і a магнітне поле змінна в часі. Він поширюється колами матеріалів і нематеріальний.

Довжини хвиль іншого електромагнітного випромінювання

Окрім видимого світла, яке може виявити людське око, є й інше електромагнітне випромінювання, яке невидиме, але може бути виявлене.

Випромінювання з довжиною хвилі коротшої, ніж у фіолетового світла (менше 400 нм), відповідає ультрафіолетовому. Поза яким розташовані рентгенівські промені, а потім γ-промені (гамма). Випромінювання з довжиною хвилі більше, ніж у червоного світла (більше 700 нм), відповідає інфрачервоному, потім мікрохвильовим і, нарешті, радіохвилям.

Примітка: Чим коротша довжина хвилі електромагнітної хвилі, тим більшу енергію вона несе

Різні спектральні області електромагнітних хвиль

Радіохвилі: 10 3 м
Мікрохвильова піч: 10 -2 м
Інфрачервоний: 10 -5 м
Ультрафіолет: 10 -8 м
Рентген: 10 -10 м
Γ промені: 10 -12 м

Довжина хвилі звукових хвиль

Хоча це зустрічається рідше, також можна визначити довжини хвиль для механічні хвилі як звукові хвилі. Звукові звукові хвилі характеризуються діапазоном частот від 20 Гц до 20 кГц, що відповідає довжинам хвиль від 0,017 м до 17 м.

Корисність у повсякденному житті

Розрахунок довжин хвиль корисний у нашому повсякденному житті, хоча ми можемо про це не знати. Майже все, що є електронним і що нас оточує, має операцію, яка тісно пов'язана з ними.

Що, якби ви дізналися, як самостійно розрахувати довжину хвилі ?

Дійсно, радіо, телебачення, мікрохвильовка працюють завдяки хвилям.
Вони також корисні в медичній галузі, для МРТ, радіо, УЗД.

Довжина хвилі серцебиття використовується для визначення частоти серцевих скорочень після аналізу на електрокардіограмі

Ми також використовуємо хвилі у світі акустики, будь то для голосу чи музики.

Кожен звук пов'язаний з частотою

Щоб заглибитися

Тепер, коли ви співзвучні довжинам хвиль, не соромтеся ознайомитися з усіма статтями про Періодичні хвилі та явища, доступними на Superprof.

Вам сподобалась стаття ?

Засновник Superprof та інженер, ми намагаємось надати найбільшу базу знань.
Захоплюючись фізикою та хімією та вивчаючи природничі науки в середній школі, я ділюсь своїми уроками (після оновлення їх відповідно до Національної освітньої програми).