Frequenz- und Wellenlängenkonverter. Wellenlänge

Die Wellenlänge ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Punkten, die in derselben Phase schwingen; Typischerweise wird der Begriff „Wellenlänge“ mit dem elektromagnetischen Spektrum in Verbindung gebracht. Die Methode zur Berechnung der Wellenlänge hängt von diesen Informationen ab. Verwenden Sie die Grundformel, wenn Geschwindigkeit und Frequenz der Welle bekannt sind. Wenn Sie die Wellenlänge des Lichts aus einer bekannten Photonenenergie berechnen müssen, verwenden Sie die entsprechende Formel.

Schritte

Teil 1

Berechnung der Wellenlänge aus bekannter Geschwindigkeit und Frequenz

    Verwenden Sie die Formel, um die Wellenlänge zu berechnen. Um die Wellenlänge zu ermitteln, teilen Sie die Geschwindigkeit der Welle durch die Frequenz. Formel: λ = v f (\displaystyle \lambda =(\frac (v)(f)))

    Verwenden Sie geeignete Maßeinheiten. Geschwindigkeit wird in metrischen Einheiten gemessen, beispielsweise Kilometer pro Stunde (km/h), Meter pro Sekunde (m/s) usw. (In einigen Ländern wird die Geschwindigkeit im imperialen System gemessen, beispielsweise Meilen pro Stunde ). Die Wellenlänge wird in Nanometern, Metern, Millimetern usw. gemessen. Die Frequenz wird normalerweise in Hertz (Hz) gemessen.

    • Die Maßeinheiten des Endergebnisses müssen mit den Maßeinheiten der Quelldaten übereinstimmen.
    • Wenn die Frequenz in Kilohertz (kHz) oder die Wellengeschwindigkeit in Kilometern pro Sekunde (km/s) angegeben wird, rechnen Sie die angegebenen Werte in Hertz (10 kHz = 10000 Hz) und in Meter pro Sekunde (m/s) um ).

  1. Setzen Sie die bekannten Werte in die Formel ein und ermitteln Sie die Wellenlänge. Setzen Sie die Werte der Wellengeschwindigkeit und -frequenz in die gegebene Formel ein. Wenn man Geschwindigkeit durch Frequenz dividiert, erhält man die Wellenlänge.

    Verwenden Sie die bereitgestellte Formel, um die Geschwindigkeit oder Frequenz zu berechnen. Die Formel kann in eine andere Form umgeschrieben werden und die Geschwindigkeit oder Frequenz berechnen, wenn die Wellenlänge angegeben ist. Um die Geschwindigkeit aus einer bekannten Frequenz und Wellenlänge zu ermitteln, verwenden Sie die Formel: v = λ f (\displaystyle v=(\frac (\lambda )(f))). Um die Frequenz aus einer bekannten Geschwindigkeit und Wellenlänge zu ermitteln, verwenden Sie die Formel: f = v λ (\displaystyle f=(\frac (v)(\lambda ))).

    Teil 2

    Berechnung der Wellenlänge aus bekannter Photonenenergie

    1. Berechnen Sie die Wellenlänge mithilfe der Formel zur Berechnung der Photonenenergie. Formel zur Berechnung der Photonenenergie: E = h c λ (\displaystyle E=(\frac (hc)(\lambda ))), Wo E (\displaystyle E)– Photonenenergie, gemessen in Joule (J), h (\displaystyle h)– Plancksche Konstante gleich 6,626 x 10 -34 J∙s, c (\displaystyle c)– Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, gleich 3 x 10 8 m/s, λ (\displaystyle \lambda)– Wellenlänge, gemessen in Metern.

      • In der Aufgabe wird die Photonenenergie angegeben.

    2. Schreiben Sie die angegebene Formel um, um die Wellenlänge zu ermitteln. Führen Sie dazu eine Reihe mathematischer Operationen durch. Multiplizieren Sie beide Seiten der Formel mit der Wellenlänge und dividieren Sie dann beide Seiten durch die Energie. Sie erhalten die Formel: λ = h c E (\displaystyle \lambda =(\frac (hc)(E))). Wenn die Photonenenergie bekannt ist, kann die Wellenlänge des Lichts berechnet werden.

Wellenlänge

Beispiele

Ungefähr, mit einem Fehler von etwa 0,07 %, können Sie die Radiowellenlänge wie folgt berechnen: 300 dividiert durch die Frequenz in Megahertz, wir erhalten die Wellenlänge in Metern, zum Beispiel für 80 Hz beträgt die Wellenlänge 3750 Kilometer, für 89 MHz - 3,37 Meter, für 2,4 GHz - 12,5 cm.

Die genaue Formel zur Berechnung der Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung im Vakuum lautet:

Wo ist die Lichtgeschwindigkeit, die im Internationalen Einheitensystem (SI) 299.792.458 m/s beträgt? genau.

Um die Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung in einem beliebigen Medium zu bestimmen, verwenden Sie die Formel:

Dabei ist der Brechungsindex des Mediums für Strahlung mit einer bestimmten Frequenz.

Anmerkungen

Literatur


Wikimedia-Stiftung. 2010.

Sehen Sie, was „Wellenlänge“ in anderen Wörterbüchern ist:

    Der Abstand zwischen den beiden nächstgelegenen Punkten einer harmonischen Welle, die sich in derselben Phase befinden. Wellenlänge λ = vT, wobei T die Schwingungsperiode ist, ? Phasengeschwindigkeit der Welle. * * * WELLENLÄNGE WELLENLÄNGE, der Abstand zwischen den beiden nächstgelegenen Punkten... ... Enzyklopädisches Wörterbuch

    Wellenlänge- (λ) Die Distanz, um die sich die Oberfläche einer gleichphasigen Welle während einer Schwingungsperiode bewegt. [GOST 7601 78] Wellenlänge Die Entfernung, die eine elastische Welle in einer Zeit zurücklegt, die einer vollen Schwingungsperiode entspricht. )

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