Viļņa ātrums pret viļņu frekvenci
Viļņa ātrums un viļņu frekvence ir divas ļoti svarīgas viļņa īpašības. Viļņa ātrums raksturo, cik ātri enerģija izplatās. Viļņa frekvence raksturo, cik ātri vilnis svārstās. Abas šīs īpašības ir ļoti svarīgas, definējot un aprakstot vilni. Lai gūtu izcilību tādās jomās kā klasiskā mehānika, kvantu mehānika un pat vienkāršās jomās, piemēram, akustika, ir nepieciešamas atbilstošas zināšanas par šiem jēdzieniem. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir viļņu frekvence un viļņu ātrums, to definīcijas, viļņu ātruma un viļņu frekvences līdzības un visbeidzot atšķirības starp viļņu ātrumu un viļņu frekvenci.
Viļņu frekvence
Frekvence ir jēdziens, ko apspriež objektu periodiskās kustībās. Lai saprastu frekvences jēdzienu, ir nepieciešama pareiza izpratne par periodiskām kustībām. Periodisku kustību var uzskatīt par jebkuru kustību, kas atkārtojas noteiktā laika periodā. Planēta, kas riņķo ap sauli, ir periodiska kustība. Satelīts, kas riņķo ap Zemi, ir periodiska kustība; pat līdzsvara lodīšu komplekta kustība ir periodiska kustība. Lielākā daļa periodisko kustību, ar kurām mēs sastopamies, ir apļveida, lineāras vai pusapaļas. Periodiskajai kustībai ir frekvence. Biežums nozīmē, cik “biežs” ir notikums. Vienkāršības labad mēs ņemam frekvenci kā notikumus sekundē. Periodiskas kustības var būt vienmērīgas vai nevienmērīgas. Vienmēram var būt vienmērīgs leņķiskais ātrums. Tādām funkcijām kā amplitūdas modulācija var būt divkārši. Tās ir periodiskas funkcijas, kas iekapsulētas citās periodiskajās funkcijās. Viļņa frekvence ir īpašība, ko nosaka viļņa avots. Tādiem viļņiem kā gaisma un skaņa viļņa frekvence paliek nemainīga neatkarīgi no vides, pa kuru tas pārvietojas.
Viļņa ātrums
Viļņa ātrums ir viļņa izplatīšanās ātrums vidē. Viļņa ātrums ir vides īpašība. To var raksturot ar terminu pretestība. Impedance ir vides pretestība viļņa izplatībai. Vide ar lielāku pretestību liks vilnim kustēties lēnāk, savukārt vide ar zemāku pretestību izraisīs viļņa kustību ātrāk. Saikne starp viļņa ātrumu un viļņa frekvenci tiek dota ar slaveno vienādojumu V=f λ, kur V ir viļņa ātrums, f ir viļņa frekvence un λ ir viļņa garums. Vides pretestība ir atkarīga arī no viļņa frekvences.
Kāda ir atšķirība starp viļņu ātrumu un viļņu frekvenci?
• Viļņa ātrums ir ātruma vērtība, ko mēra metros sekundē. Viļņu frekvence ir frekvences vērtība, ko mēra hercos.
• Viļņa ātrums ir vides īpašība noteikta veida viļņiem. Viļņu frekvence ir īpašība, ko nosaka avota frekvence.
• Viļņu frekvence paliek nemainīga neatkarīgi no vides, pa kuru vilnis pārvietojas. Viļņa ātrums mainās līdz ar vidi. Šīs viļņa ātruma izmaiņas izraisa tādus novērojumus kā refrakcija.
