Viļņa garums pret frekvenci
Frekvence un viļņa garums ir divas viļņu mehānikā sastopamas parādības. Svārstību frekvence apraksta, cik “biežs” ir notikums. Viļņa garums raksturo viļņa vienības garumu. Abi šie jēdzieni ir ļoti svarīgi, lai izprastu tādas jomas kā viļņu mehānika, mūsdienu fizika, kvantu mehānika un elektromagnētiskā lauka teorija. Ir ļoti svarīgi skaidri saprast šos jēdzienus, lai šādās jomās gūtu izcilību. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir frekvence un viļņa garums, to definīcijas, viļņa garuma un frekvences līdzības un visbeidzot atšķirība starp viļņa garumu un frekvenci.
Biežums
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. Periodiskās kustības frekvences apgrieztā vērtība parāda laiku periodam. Vienkāršas harmoniskas kustības un slāpētās harmoniskās kustības arī ir periodiskas kustības. Tādējādi periodiskas kustības biežumu var iegūt arī, izmantojot laika starpību starp diviem līdzīgiem gadījumiem. Vienkārša svārsta frekvence ir atkarīga tikai no svārsta garuma un gravitācijas paātrinājuma nelielām svārstībām.
Viļņa garums
Viļņa garums ir jēdziens, kas tiek apspriests zem viļņiem. Viļņa viļņa garums ir garums, kurā viļņa forma sāk atkārtoties. To var definēt, izmantojot viļņu vienādojumu. No laika atkarīgam viļņu vienādojumam ψ(x, t) noteiktā laikā, ja ψ(x, t) ir vienāds divām x vērtībām un starp diviem punktiem nav punktu ar vienādu ψ vērtību, starpība x vērtības ir zināmas kā viļņa garums. Sakarību starp viļņa garumu, frekvenci un viļņa ātrumu nosaka v=f λ, kur f ir viļņa frekvence un λ ir viļņa garums. Noteiktam viļņam, tā kā viļņa ātrums ir nemainīgs, viļņa garums kļūst apgriezti proporcionāls frekvencei.
Kāda ir atšķirība starp frekvenci un viļņa garumu?
• Frekvenci var definēt gan viļņiem, gan vibrācijām un jebkurai citai periodiskai kustībai.
• Viļņa garums ir noteikts tikai vilnim. Frekvenci mēra hercos. Viļņa garumu mēra metros. Viļņa viļņa garums ir apgriezti proporcionāls viļņa enerģijai. Frekvence ir lineāri proporcionāla viļņa enerģijai.
