Innhold
Lyd og lys er to eksempler på energioverføring ved periodiske pulsasjoner, eller bølger.
Hyppigheten av pulsasjonene, som er antall bølger som oppstår per tidsenhet - vanligvis per sekund - bestemmer egenskapene til den overførte energien. For eksempel er høyfrekvente lydbølger høye tone, og høyfrekvente lysbølger er energiske i den ultrafiolette delen av spekteret.
Det er upraktisk å telle antall lyd- eller lysbølger som passerer et punkt hvert sekund, men du kan beregne frekvens (målt i Hertz, eller sykluser per sekund) hvis du kjenner to andre parametere: bølgenes lengde og deres overføringshastighet. Beregning av bølgehastighet, frekvens og bølgelengde er sentralt i moderne fysikk.
Bølgefartformelen
Den grunnleggende bølgefartformelen, som kan omorganiseres etter dine behov, er
c = (λ) (v)
der c = er lysets hastighet, eller 3,0 × 108 m / s; λ (den greske bokstaven lambda) er bølgelengden, ofte gitt i hundrevis av nanometer i det synlige lysspekteret; og ν (den greske bokstaven nu) er frekvensen, også skrevet f og gitt i bølgesykluser per sekund, eller s-1. Dette betyr at
v = c / λ
Bestem bølgelengden til den overførte energien. For synlig lys bestemmer lysets farge bølgelengden. Hvis du bare måler bølger som beveger seg på overflaten av en vannmasse, bestemmer du bølgelengden ved å måle avstanden mellom tilstøtende kuper eller tilstøtende trau.
Mål eller slå opp bølgens hastighet. Hvis du observerer en vannbølge, kan du ganske enkelt sette tid hvor lang tid det tar å ta fra et forhåndsbestemt punkt til et annet. Lys og lyd beveger seg imidlertid for raskt til å måle, så du må slå opp hastighetene deres, og sørg for å ta hensyn til mediet de reiser gjennom - som vanligvis er luft.
Konverter verdiene for avstand og hastighet til de kompatible enhetene. Hvis du for eksempel målte bølgelengden til en vannbølge i tommer og hastigheten i fot per sekund, konverterer du bølgelengden til føtter eller hastigheten til inches per sekund.
Del bølgelengden i hastigheten for å beregne frekvensen, uttrykt som beskrevet ovenfor som antall sykluser per sekund, eller Hertz - skrevet "Hz." For eksempel har en vannbølge med en bølgelengde på 1 fot som beveger seg med en hastighet på 4 inches per sekund, en frekvens på 1/3 fot / sekund delt med 1 fot = 0,33 Hz.
Tilsvarende har blått lys med en bølgelengde på 476 nanometer (milliarddeler av en meter) som går gjennom luft med en hastighet på 299,792,458 meter per sekund, en frekvens på: 299,792,458 m / s ÷ 0,000000475 m = 631 billion Hz, eller 631 TeraHertz (THz) .