Jaký je vztah mezi vlnovou délkou a frekvencí

Jaký je vztah mezi vlnovou délkou a frekvencí

Víme, že jak elektrický, tak i magnetický pole cestují ve formě vln a narušení těchto polí se nazývá světlo. Když například hodíte kámen do bazénu, můžeme si všimnout vln v kruhové podobě, které se pohybují směrem ven z kamene. Podobně jako tyto vlny má každé vlnění světla posloupnost vysokých bodů, které se označují jako hřebeny, kdekoli je elektrické pole maximální, a posloupnost nízkých bodů se nazývá žlaby, kdekoli je elektrické pole nejnižší. Vzdálenost mezi dvěma vlnovými hřebeny se nazývá vlnová délka a pro žlaby také bude stejná. Počet vln, které protékají určeným bodem během 1 s, se nazývá frekvence a počítá se v cyklech za sekundu známých jako HZ (Hertz). Tento článek pojednává o vztahu mezi vlnovou délkou a frekvencí.

Vztah mezi vlnovou délkou a frekvencí

Vztah mezi vlnovou délkou a frekvencí pojednává hlavně o tom, co je frekvence, jaká je vlnová délka a její vztah.




Co je frekvence?

Frekvenci lze definovat jako počet zvlnění oscilací pro každou jednotku času, který se počítá v Hz (hertz). Rozsah frekvence, kterou lidé slyší, se pohybuje od 20 Hz do 20 000 Hz. Pokud je zvuková frekvence nad rozsahem lidských uší, je to známé jako ultrazvuk. Podobně, pokud je zvuková frekvence menší než rozsah lidských uší, pak je známá jako infrazvuk.



Rovnice frekvence (f) je = 1 / T

Kde



f = frekvence


T = Časové období

Co je to vlnová délka?

Vlnová délka (vzdálenost / délka) lze definovat jako vzdálenost mezi dvěma blízkými body ve fázi navzájem. Proto jsou dva sousedící vrcholy, které jsou jinak koryto na zvlnění, odděleny vzdáleností jedné vlnové délky. Vlnovou délku vlny lze popsat symbolem „λ“ lambda.



vlnová délka

vlnová délka

Vlnová délka je vzdálenost mezi dvěma hřebeny nebo dvěma žlaby ve vlně. Vrcholový bod vlny je hřeben, zatímco nejnižší bod vlnové křivky je žlab. Jednotkami vlnové délky jsou metry, cms, mms, nms atd.

Rovnice vlnové délky (λ) je = λ = v / f

Kde

V = fázová rychlost nebo rychlost

f = frekvence

Jak souvisí vlnová délka a frekvence?

Cestování z elektromagnetické nebo EM vlny lze provádět rychlostí 299 792 km / s. To je jedna z důležitých charakteristik. K dispozici je řada druhů vln, které se liší frekvencí i vlnovou délkou. Rychlost světla lze definovat jako násobení frekvence EM vlny s její vlnovou délkou.

Rychlost světla = vlnová délka * frekvence kmitání

Výše uvedená rovnice se používá k objevení frekvence nebo vlnové délky EM vlny dělením měření rychlostí světla pro získání dalšího měření.

Vztah mezi frekvencí a vlnovou délkou

Vztah mezi vlnovou délkou a frekvencí světla může existovat, když se vysokofrekvenční vlna pohybuje po laně rychleji než dříve. V určité fázi toho můžeme pozorovat, že se vlnová délka změní na kratší. Musíme tedy přesně vědět, jaký je tento vztah.

vztah mezi vlnovou délkou a frekvencí

vztah mezi vlnovou délkou a frekvencí

Další veličina je časové období, které lze použít k ilustraci signálu. Lze jej také definovat, když je čas potřebný k dokončení oscilace. Protože frekvence rozhoduje o tom, kolikrát vlna osciluje, a lze ji vyjádřit jako,

Frekvence = 1 / T časové období nebo f = 1 / T

Každá poloha na signálu dosáhne po jedné periodě stejné rychlosti, protože signál prochází jednou oscilací v jednom stupni. K tomu dochází, když každý výsledek relace oscilace cestuje přes vzdálenost vlnové délky v jedné fázi k uzavření.

Rychlost vlny (v) lze popsat jako prostor procházející vlnou pro každou jednotku času. Pokud se věří, že signál prochází jednu vlnovou délku během jedné periody,

V = λ / T

Víme tedy, že T = 1 / f, takže výše uvedená rovnice může být vyjádřena jako,

V = f λ

Rychlost vlny je ekvivalentní součinu její vlnové délky a frekvence, z čehož vyplývá asociace mezi těmito dvěma.

Vztah mezi řízenou vlnovou délkou a mezní frekvencí

Níže jsou diskutovány vztah vedené vlnové délky a mezní frekvence.

Naváděcí vlnová délka

Naváděná vlnová délka může být definována jako prostor mezi dvěma ekvivalentními fázovými rovinami s vlnovodem. Tato vlnová délka je funkcí používanou k ovládání frekvence i nízké vlnové délky. Rovnice vodicí vlnové délky je uvedena níže.

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

λguide = c / f x1 / √1- (c / 2af) 2

To se používá hlavně při navrhování distribuovaných formací uvnitř vlnovodu. Například pokud navrhujeme diodový spínač jako a PIN dioda pomocí dvou bočních diod s mezerami 3/4 vlnové délky samostatně použijte ve svém návrhu vodicí vlnovou délku (3/4). Ve vlnovodu je naváděná vlnová délka delší ve srovnání s volným prostorem.

Mezní frekvence

Existují různé typy přenosových režimů, které podporují vlnovod. Normální režim přenosu uvnitř obdélníkového vlnovodu je však známý jako TE10. Horní mezní vlnová délka nebo dolní mezní frekvence použitá pro tento režim je extrémně jednoduchá. Horní mezní frekvence - je přesně jedna oktáva nad spodní.

λ horní mezní hodnota = 2 x a

Fdolní mez= c / 2a (GHz)

a = široký rozměr stěny

c = rychlost světla

Obvyklé provozní limity používané pro obdélníkový vlnovod jsou rozsahy od 125% do 189% dolní mezní frekvence. Proto je mezní frekvence WR90 6 557 GHz a obvyklé provozní pásmo se bude pohybovat od 8,2 GHz do 12,4 GHz. Činnost vodítka se zastaví při nižší mezní frekvenci.

Vztah mezi rychlostí zvukové vlny a frekvencí

Zvuková vlna se pohybuje určitou rychlostí a má také vlastnosti, jako je vlnová délka i frekvence. Rychlost zvuku lze sledovat na ohňostroji. Záblesk výbuchu je dobře pozorován, jakmile je jeho zvuk jasně slyšet, zvukové vlny se pohybují pevnou rychlostí, která je ve srovnání se světlem mnohem pomalejší.

Zvuková frekvence může být přímo, můžeme si všimnout, což je známé jako výška tónu. Zvuková vlnová délka není přímo detekována, nicméně v souvislosti s velikostí hudebního nástroje a výškou se nacházejí nepřímé důkazy.

Vztah mezi rychlostí vlnové délky zvuku a frekvencí je u všech vln stejný

Vw = fλ

Kde „Vw“ je rychlost zvuku.

„F“ je frekvence

„Λ“ je vlnová délka.

Jakmile zvuková vlna začne cestovat z jednoho média na jiné médium, lze změnit rychlost zvuku. Frekvence však obvykle zůstává velmi podobná, protože je podobná řízené oscilaci. Pokud se změní „Vw“ a frekvence zůstane stejná, potom vlnová délka musí být změněno. Když je rychlost zvuku vyšší, pak je jeho vlnová délka pro specifikovanou frekvenci vyšší.