ความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นและความถี่คืออะไร

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา





เรารู้ว่าทั้งไฟฟ้าและ แม่เหล็ก เขตข้อมูลเดินทางในรูปของคลื่นและการหยุดชะงักของเขตข้อมูลเหล่านี้เรียกว่าแสง ตัวอย่างเช่นเมื่อคุณโยนหินลงในสระเราสามารถสังเกตเห็นคลื่นในรูปแบบวงกลมที่เคลื่อนออกไปด้านนอกของหิน เช่นเดียวกับคลื่นเหล่านี้การกระเพื่อมของแสงทุกครั้งจะมีลำดับของจุดสูงซึ่งเรียกว่ายอดที่ใดก็ตามที่สนามไฟฟ้ามีค่าสูงสุดและลำดับของจุดต่ำจะเรียกว่ารางเมื่อใดก็ตามที่สนามไฟฟ้าต่ำที่สุด ระยะห่างระหว่างยอดคลื่นสองอันเรียกว่าความยาวคลื่นและสำหรับร่องคลื่นก็จะเท่ากัน จำนวนระลอกที่ไหลผ่านจุดที่ระบุภายใน 1 วินาทีเรียกว่าความถี่และคำนวณเป็นรอบ / วินาทีที่เรียกว่า HZ (เฮิรตซ์) บทความนี้จะกล่าวถึงความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นและความถี่

ความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นและความถี่

ความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นและความถี่ส่วนใหญ่กล่าวถึงความถี่คืออะไรความยาวคลื่นและความสัมพันธ์ของมัน




ความถี่คืออะไร?

ความถี่สามารถกำหนดเป็นจำนวนการสั่นของระลอกสำหรับแต่ละหน่วยเวลาที่คำนวณเป็นเฮิรตซ์ (เฮิรตซ์) ช่วงความถี่ที่มนุษย์ได้ยินมีตั้งแต่ 20 Hz ถึง 20000 Hz หากความถี่เสียงอยู่เหนือช่วงของหูมนุษย์จะเรียกว่าอัลตร้าซาวด์ ในทำนองเดียวกันถ้าความถี่เสียงน้อยกว่าช่วงของหูของมนุษย์เราจะเรียกว่าอินฟราซาวด์

สมการความถี่ (f) คือ = 1 / T



ที่ไหน

f = ความถี่


T = ช่วงเวลา

ความยาวคลื่นคืออะไร?

ความยาวคลื่น (ระยะทาง / ความยาว) สามารถกำหนดเป็นระยะห่างระหว่างจุดใกล้สองจุดภายในเฟสซึ่งกันและกัน ดังนั้นยอดเขาสองแห่งที่อยู่ติดกันมิฉะนั้นรางบนระลอกคลื่นจะถูกแยกออกจากกันผ่านระยะทางของความยาวคลื่นเดียว ความยาวคลื่นของคลื่นสามารถอธิบายได้ด้วยสัญลักษณ์ 'λ' แลมด้า

ความยาวคลื่น

ความยาวคลื่น

ความยาวคลื่นคือระยะห่างระหว่างสองยอดหรือสองรางในคลื่น จุดสูงสุดของคลื่นคือยอดในขณะที่จุดต่ำสุดของรูปคลื่นคือรางน้ำ หน่วยของความยาวคลื่นคือเมตรซม. มม. นาโนเมตร ฯลฯ

สมการความยาวคลื่น (λ) คือ = λ = v / f

ที่ไหน

V = ความเร็วเฟสหรือความเร็ว

f = ความถี่

ความยาวคลื่นและความถี่สัมพันธ์กันอย่างไร?

การเดินทางของ แม่เหล็กไฟฟ้า หรือทำคลื่น EM ได้ด้วยความเร็ว 299,792 กม. / วินาที นี่เป็นลักษณะสำคัญประการหนึ่ง มีคลื่นหลายประเภทซึ่งแตกต่างกันไปตามความถี่และความยาวคลื่น ความเร็วแสงสามารถกำหนดได้เนื่องจากความถี่ของคลื่น EM คูณกับความยาวคลื่น

ความเร็วแสง = ความยาวคลื่น * ความถี่ของการสั่น

สมการข้างต้นใช้เพื่อค้นหาความถี่หรือความยาวคลื่นของคลื่น EM โดยหารการวัดด้วยความเร็วแสงเพื่อให้ได้การวัดอื่น

ความสัมพันธ์ระหว่างความถี่และความยาวคลื่น

ความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นและความถี่ของแสงสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อคลื่นความถี่สูงเดินทางเร็วกว่าเดิมบนเส้นเชือก ในบางขั้นตอนนี้เราสามารถสังเกตได้ว่าความยาวคลื่นเปลี่ยนเป็นสั้นลง ดังนั้นเราต้องรู้ว่าคือความสัมพันธ์นี้

ความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นและความถี่

ความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นและความถี่

ปริมาณอื่นคือช่วงเวลาหนึ่งที่สามารถใช้เพื่อแสดงสัญญาณได้ นอกจากนี้ยังสามารถกำหนดได้เมื่อใช้เวลาในการทำให้การสั่นเสร็จสมบูรณ์ เนื่องจากความถี่เป็นตัวกำหนดจำนวนครั้งที่คลื่นจะแกว่งและสามารถแสดงเป็น

ความถี่ = 1 / T ช่วงเวลาหรือ f = 1 / T

แต่ละตำแหน่งบนสัญญาณถึงอัตราเดียวกันหลังจากช่วงเวลาเดียวเนื่องจากสัญญาณผ่านการสั่นหนึ่งครั้งตลอดระยะเวลาเดียว สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อทุกเซสชันผลของการสั่นเดินทางผ่านระยะความยาวคลื่นภายในเฟสเดียวเพื่อปิด

ความเร็วของคลื่น (v) สามารถอธิบายได้ว่าเป็นอวกาศที่เคลื่อนที่ผ่านคลื่นในแต่ละหน่วยเวลา หากเชื่อว่าสัญญาณเดินทางในระยะความยาวคลื่นหนึ่งภายในช่วงเวลาเดียว

V = λ / T

ดังนั้นเราจึงรู้ว่า T = 1 / f ดังนั้นสมการข้างต้นจึงสามารถแสดงเป็น

V = f λ

ความเร็วของคลื่นเทียบเท่ากับผลคูณของความยาวคลื่นและความถี่ซึ่งแสดงถึงความสัมพันธ์ระหว่างสองสิ่งนี้

ความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นที่แนะนำและความถี่คัตออฟ

ความยาวคลื่นที่แนะนำและความถี่คัตออฟมีการกล่าวถึงด้านล่าง

แนะนำความยาวคลื่น

ความยาวคลื่นนำทางสามารถกำหนดให้เป็นช่องว่างระหว่างระนาบเฟสที่เท่ากันสองระนาบกับท่อนำคลื่น ความยาวคลื่นนี้เป็นฟังก์ชันที่ใช้ในการทำงานของความถี่และความยาวคลื่นที่มีการตัดต่ำ สมการความยาวคลื่นนำทางแสดงอยู่ด้านล่าง

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

λguide = c / f x1 / √1- (c / 2af) 2

ส่วนใหญ่จะใช้ในขณะออกแบบการก่อตัวแบบกระจายภายในท่อนำคลื่น ตัวอย่างเช่นหากเรากำลังออกแบบสวิตช์ไดโอดเช่น PIN ไดโอด ใช้ไดโอดปัดสองตัวที่มีช่องว่างความยาวคลื่น 3/4 แยกกันใช้ความยาวคลื่นนำทาง (3/4) ในการออกแบบของคุณ ในท่อนำคลื่นความยาวคลื่นนำทางจะยาวกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับในพื้นที่ว่าง

ความถี่ในการตัด

มีโหมดการส่งสัญญาณหลายประเภทที่รองรับท่อนำคลื่น แต่โหมดการส่งผ่านปกติภายในท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยมเรียกว่า TE10 ความยาวคลื่นคัตออฟบนหรือความถี่คัตออฟต่ำที่ใช้สำหรับโหมดนี้นั้นง่ายมาก จุดตัดด้านบน - ความถี่มีความแม่นยำหนึ่งคู่ด้านล่าง

λส่วนบน = 2 x ก

ทางลัดล่าง= c / 2a (GHz)

a = ขนาดผนังกว้าง

c = ความเร็วแสง

ขีด จำกัด การทำงานตามปกติที่ใช้สำหรับท่อนำคลื่นทรงสี่เหลี่ยมมีตั้งแต่ 125% ถึง 189% ของความถี่คัตออฟที่ต่ำกว่า ดังนั้นความถี่ตัดของ WR90 คือ 6.557 GHz และย่านความถี่ปกติจะอยู่ในช่วง 8.2 GHz ถึง 12.4 GHz การทำงานของไกด์จะหยุดที่ความถี่คัตออฟต่ำกว่า

ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วของความยาวคลื่นเสียงและความถี่

คลื่นเสียงเดินทางด้วยความเร็วเฉพาะและยังมีคุณสมบัติเช่นความยาวคลื่นและความถี่ ความเร็วเสียงสามารถสังเกตได้ในการแสดงดอกไม้ไฟ การระเบิดของระเบิดจะสังเกตได้ดีเมื่อได้ยินเสียงชัดเจนคลื่นเสียงจะเดินทางด้วยความเร็วคงที่ซึ่งช้ากว่ามากเมื่อเทียบกับแสง

ความถี่เสียงสามารถสังเกตได้โดยตรงซึ่งเรียกว่าระดับเสียง ไม่สามารถตรวจจับความยาวคลื่นเสียงได้อย่างตรงไปตรงมาอย่างไรก็ตามพบหลักฐานทางอ้อมภายในการเชื่อมต่อของขนาดเครื่องดนตรีพร้อมกับระดับเสียง

ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วของความยาวคลื่นเสียงและความถี่จะเหมือนกันทุกคลื่น

Vw = fλ

โดยที่ 'Vw' คือความเร็วเสียง

'f' คือความถี่

‘λ’ คือความยาวคลื่น

เมื่อคลื่นเสียงเริ่มเดินทางจากสื่อหนึ่งไปยังสื่ออื่นแล้วความเร็วเสียงจะเปลี่ยนได้ แต่โดยปกติแล้วความถี่ยังคงใกล้เคียงกันมากเนื่องจากคล้ายกับการสั่นแบบขับเคลื่อน หาก 'Vw' เปลี่ยนแปลงและความถี่ยังคงเหมือนเดิมหลังจากนั้น ความยาวคลื่น จะต้องมีการเปลี่ยนแปลง เมื่อความเร็วเสียงสูงขึ้นความยาวคลื่นก็จะสูงขึ้นตามความถี่ที่กำหนด