Kakav je odnos između valne duljine i frekvencije

Kakav je odnos između valne duljine i frekvencije

Znamo da i električni kao i magnetski polja putuju u obliku valova i poremećaj tih polja naziva se svjetlost. Na primjer, kada bacite kamen u bazen, možemo primijetiti valove u kružnom obliku koji se pomiču prema van od kamena. Slično ovim valovima, svako svjetlosno mreškanje ima slijed visokih točaka koji su poznati kao grebeni, gdje god je električno polje maksimalno, a niz nižih točaka poznati su kao korita, gdje god je električno polje najniže. Udaljenost između dva grebena valova naziva se valna duljina, a za korita će također biti jednaka. Broj valova koji prolaze kroz određenu točku u roku od 1 sekunde poznat je kao frekvencija, a izračunava se u ciklusima / sekundi poznat kao HZ (Hertz). Ovaj članak razmatra odnos između valne duljine i frekvencije.



Povezanost valne duljine i frekvencije

Odnos između valne duljine i frekvencije uglavnom raspravlja o tome što je frekvencija, što je valna duljina i njezin odnos.


Što je frekvencija?

Frekvencija se može definirati kao broj oscilacija vala za svaku jedinicu vremena koja se izračunava u Hz (herca). Raspon frekvencije koju ljudi čuju kreće se od 20 Hz do 20000 Hz. Ako je frekvencija zvuka iznad opsega ljudskih ušiju, tada je poznata kao ultrazvuk. Slično tome, ako je zvučna frekvencija manja od dosega ljudskih ušiju, tada je poznata kao infrazvuk.





Jednadžba frekvencije (f) je = 1 / T

Gdje



f = frekvencija


T = Vremensko razdoblje

Što je valna duljina?

Valna duljina (udaljenost / duljina) može se definirati kao udaljenost između dviju bliskih točaka unutar faze. Zbog toga su dva susjedna vrha, inače na dnu talasa, odvojena na udaljenosti od jedne valne duljine. Valna duljina vala može se opisati simbolom ‘λ’ lambda.

valna duljina

valna duljina

Valna duljina je udaljenost između dva grebena ili dva korita u valu. Vršna točka vala je vrh, dok je najniža točka vala korito. Jedinice valne duljine su metri, cms, mms, nms itd.

Jednadžba valne duljine (λ) je = λ = v / f

Gdje

V = Fazna brzina ili brzina

f = frekvencija

Kako su valna duljina i frekvencija povezani?

Putovanje od elektromagnetski ili EM valovi mogu se izvoditi brzinom od 299.792 km / sek. To je jedna od važnih karakteristika. Dostupne su brojne vrste valova koji se razlikuju ovisno o frekvenciji i valnoj duljini. Brzina svjetlosti može se definirati kako se frekvencija EM vala množi s njegovom valnom duljinom.

Brzina svjetlosti = valna duljina * učestalost oscilacija

Gornja jednadžba koristi se za otkrivanje frekvencije ili valne duljine EM vala dijeljenjem mjerenja sa brzinom svjetlosti kako bi se dobilo novo mjerenje.

Odnos između frekvencije i valne duljine

Odnos između valne duljine i frekvencije svjetlosti može postojati kada visokofrekventni val putuje užetom brže nego prije. U nekoj fazi ovoga možemo primijetiti da se valna duljina pretvara u kraću. Stoga moramo točno znati je li to odnos.

odnos između valne duljine i frekvencije

odnos između valne duljine i frekvencije

Druga veličina je vremensko razdoblje koje se može koristiti za ilustraciju signala. Također se može definirati kada je potrebno vrijeme za dovršavanje oscilacije. Kako frekvencija odlučuje koliko će puta val oscilirati i to se može izraziti kao,

Učestalost = 1 / T vremensko razdoblje ili f = 1 / T

Svaka pozicija na signalu doseže istu brzinu nakon jednog razdoblja, jer signal prolazi kroz jedno osciliranje kroz jedan stupanj. To se događa kada se svaka sesija rezultata oscilacija putuje kroz udaljenost valne duljine unutar jedne faze da bi se zatvorila.

Brzina vala (v) može se opisati kao prostor koji je prošao kroz val za svaku jedinicu vremena. Ako se vjeruje da signal putuje udaljenost jedne valne duljine unutar jednog razdoblja,

V = λ / T

Stoga znamo da je T = 1 / f, pa se gornja jednadžba može izraziti kao,

V = f λ

Brzina vala jednaka je umnošku njegove valne duljine i frekvencije, što podrazumijeva povezanost ove dvije.

Odnos između vođene valne duljine i frekvencije presjeka

Valna duljina vođena odnosom i granična frekvencija razmatrani su u nastavku.

Vodič valne duljine

Vodena valna duljina može se definirati kao prostor između dvije ekvivalentne fazne ravnine s valovodom. Ova valna duljina funkcija je koja se koristi za rad frekvencije, kao i valne duljine nisko-graničnih vrijednosti. Jednadžba vodeće valne duljine prikazana je u nastavku.

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

λvode = c / f x1 / √1- (c / 2af) 2

To se uglavnom koristi prilikom projektiranja raspodijeljenih formacija unutar valovoda. Na primjer, ako dizajniramo diodni prekidač poput PIN dioda koristeći zasebno dvije ranžirne diode s razmacima valnih duljina 3/4, upotrijebite vodeću valnu duljinu (3/4) u svom dizajnu. U valovodu ga vodena valna duljina dulje uspoređuje u slobodnom prostoru.

Frekvencije rezanja

Postoje različite vrste načina prijenosa koji podržavaju valovod. No, normalni način prijenosa unutar pravokutnog valovoda poznat je pod nazivom TE10. Gornja granična valna duljina ili donja granična frekvencija koja se koristi za ovaj način rada izuzetno je jednostavna. Gornja granična frekvencija točno je jednu oktavu u odnosu na donju.

λ gornja granica = 2 x a

fdonja granična vrijednost= c / 2a (GHz)

a = široka dimenzija zida

c = brzina svjetlosti

Uobičajena radna ograničenja koja se koriste za pravokutni valovod kreću se u rasponu od 125% do 189% donje granične frekvencije. Stoga je granična frekvencija WR90 6,557 GHz, a uobičajeni opseg rada kretat će se od 8,2 GHz do 12,4 GHz. Rad vodiča zaustavit će se na donjoj graničnoj frekvenciji.

Povezanost valne duljine brzine zvuka i frekvencije

Zvučni val putuje određenom brzinom, a također ima svojstva poput valne duljine, kao i frekvencije. Brzina zvuka može se promatrati u vatrometu. Plamen eksplozije dobro se opaža kad se njegov zvuk jasno začuje, zvučni valovi putuju fiksnom brzinom koja je puno sporija u usporedbi sa svjetlošću.

Frekvenciju zvuka možemo izravno primijetiti koja je poznata kao visina tona. Valna duljina zvuka nije izravno otkrivena, međutim, nalaze se neizravni dokazi u vezi s veličinom glazbala zajedno s visinom tona.

Odnos brzine valne duljine i frekvencije zvuka jednak je za sve valove

Vw = fλ

Gdje je 'Vw' brzina zvuka.

'F' je frekvencija

‘Λ’ je valna duljina.

Jednom kada zvučni val počne putovati iz jednog u drugi medij, tada se brzina zvuka može mijenjati. Ali, frekvencija obično ostaje vrlo slična jer je slična pogođenim oscilacijama. Ako se 'Vw' promijeni i frekvencija ostane ista, nakon toga valna duljina mora se promijeniti. Kad je brzina zvuka veća, tada je njegova valna duljina veća za određenu frekvenciju.