Каква е връзката между дължината на вълната и честотата

Каква е връзката между дължината на вълната и честотата

Знаем, че както електрическите, така и магнитни полетата се движат под формата на вълни и разрушаването на тези полета се нарича светлина. Например, когато хвърлите камък в басейн, можем да забележим вълните в кръгла форма, която се движи навън от камъка. Подобно на тези вълни, всяка светлинна пулсация има последователност от високи точки, която е известна като гребени, където електрическото поле е максимално, а последователност от ниски точки е известна като корита, където електрическото поле е най-ниско. Разстоянието между два гребена на вълните се нарича дължина на вълната и за коритата също ще бъде еднакво. Броят на вълничките, които преминават през определена точка в рамките на 1 сек, е известен като честота и се изчислява в цикли / секунда, известни като HZ (Hertz). Тази статия разглежда връзката между дължината на вълната и честотата.



Връзка между дължината на вълната и честотата

Връзката между дължината на вълната и честотата обсъжда основно какво е честотата, каква е дължината на вълната и нейната връзка.


Какво е Честота?

Честотата може да бъде дефинирана като броя на трептенията на пулсации за всяка единица време, изчислено в Hz (херца). Обхватът на честотата, чувана от хората, варира от 20 Hz до 20000 Hz. Ако звуковата честота е над обхвата на човешките уши, тогава тя е известна като ултразвук. По същия начин, ако звуковата честота е по-малка от обхвата на човешките уши, тогава тя е известна като инфразвук.





Уравнението за честотата (f) е = 1 / T

Където



f = честота


T = Период от време

Какво представлява дължината на вълната?

Дължина на вълната (разстояние / дължина) може да се определи като разстоянието между две близки точки във фазата помежду си. Следователно, два съседни върха, иначе вдлъбнатини на пулсации, са разделени на разстояние от една дължина на вълната. Дължината на вълната на вълната може да бъде описана със символ ‘λ’ ламбда.

дължина на вълната

дължина на вълната

Дължината на вълната е разстоянието между два гребена или две корита във вълната. Точката на върха на вълната е гребен, докато най-ниската точка на формата на вълната е корито. Единиците за дължина на вълната са метри, cms, mms, nms и др.

Уравнението за дължината на вълната (λ) е = λ = v / f

Където

V = Фазова скорост или скорост

f = честота

Как са свързани дължината на вълната и честотата?

Пътуването на електромагнитни или ЕМ вълни могат да се извършват със скорост 299 792 км / сек. Това е една от важните характеристики. Налични са многобройни видове вълни, които варират в зависимост от честотата, както и дължината на вълната. Скоростта на светлината може да бъде определена като честотата на ЕМ вълната се умножава с дължината на вълната.

Светлинна скорост = Дължина на вълната * честота на трептене

Горното уравнение се използва за откриване на честотата или дължината на вълната на ЕМ вълната чрез разделяне на измерването със светлинната скорост, за да се получи друго измерване.

Връзката между честотата и дължината на вълната

Връзката между дължината на вълната и честотата на светлината може да съществува, когато високочестотна вълна пътува по-бързо от преди по въже. На някакъв етап от това можем да забележим, че дължината на вълната се превръща в по-къса. По този начин трябва да знаем точно каква е тази връзка.

връзка между дължината на вълната и честотата

връзка между дължината на вълната и честотата

Друго количество е период от време, който може да се използва за илюстриране на сигнал. Може да се определи и кога е необходимо времето за завършване на трептене. Тъй като честотата определя броя на колебанията на вълната и тя може да бъде изразена като,

Честота = 1 / T времеви период или f = 1 / T

Всяка позиция на сигнала достига еднаква скорост след един период, тъй като сигналът преминава през едно трептене през един етап. Това се случва, когато всяка сесия в резултат на трептене преминава през дължина на вълната в рамките на единичната фаза, за да се затвори.

Скоростта на вълната (v) може да се опише като пространство, изминато през вълна за всяка единица време. Ако се вярва, че сигналът изминава разстояние от една дължина на вълната в рамките на един период,

V = λ / T

Следователно знаем, че T = 1 / f, така че горното уравнение може да бъде изразено като,

V = f λ

Скоростта на вълната е еквивалентна на произведението от нейната дължина и честота, което предполага връзката между тези две.

Връзка между направлявана дължина на вълната и честота на прекъсване

Дължината на вълната на връзката и граничната честота са обсъдени по-долу.

Ръководство за дължина на вълната

Насочената дължина на вълната може да се определи като пространство между две еквивалентни фазови равнини с вълновода. Тази дължина на вълната е функция, използвана за работа с честота, както и с дължина на вълната с ниска граница. Водещото уравнение за дължината на вълната е показано по-долу.

λguide = λfreespace / √ ((1- λfreespace) / λcutoff) 2

λгид = c / f x1 / √1- (c / 2af) 2

Това се използва главно при проектиране на разпределени формации в вълновода. Например, ако проектираме диоден превключвател като ПИН диод като използвате два шунтиращи диода с пространства с дължина на вълната 3/4, използвайте направляващата дължина на вълната (3/4) във вашия дизайн. Във вълновод, направляваната дължина на вълната е по-дълга в сравнение с нея в свободното пространство.

Честоти на отрязване

Има различни видове режими на предаване, които поддържат вълновод. Но нормалният режим на предаване в правоъгълния вълновод е известен като TE10. Горната гранична дължина на вълната или долната гранична честота, използвана за този режим, е изключително проста. Горната гранична честота е точно една октава над долната.

λ горна граница = 2 x a

едолна граница= c / 2a (GHz)

a = широк размер на стената

c = светлинна скорост

Обичайните граници на работа, използвани за правоъгълни вълноводи, варират от 125% до 189% от долната гранична честота. Следователно граничната честота на WR90 е 6.557 GHz и обичайната работна лента ще варира от 8.2 GHz до 12.4 GHz. Работата на водача ще спре при по-ниската гранична честота.

Връзка между скоростта на звуковата вълна и честотата

Звуковата вълна се движи с определена скорост и освен това има свойства като дължина на вълната, както и честота. Скоростта на звука може да се наблюдава на фойерверки. Избухването на взрив се наблюдава добре, след като звукът му се чуе ясно, звуковите вълни се движат с фиксирана скорост, която е много по-бавна в сравнение със светлината.

Звуковата честота може да бъде директно, ние можем да забележим, което е известно като височина. Дължината на звуковата вълна не се открива директно, но се намират косвени доказателства във връзка с размера на музикалния инструмент заедно с височината.

Връзката между скоростта на дължината на вълната на звука и честотата е еднаква за всички вълни

Vw = fλ

Където ‘Vw’ е скоростта на звука.

„F“ е честотата

‘Λ’ е дължината на вълната.

След като звуковата вълна започне да пътува от една среда към друга среда, скоростта на звука може да бъде променена. Но обикновено честотата остава много подобна, тъй като е подобна на задвижваното трептене. Ако ‘Vw’ се промени и честотата остане същата, след това дължината на вълната трябва да се промени. Когато скоростта на звука е по-висока, тогава дължината на вълната е по-висока за определена честота.