ความยาวคลื่นคืออะไร: สมการและการทำงาน

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา





คลื่นเกิดขึ้นเมื่อ พลังงาน เดินทางจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ตัวอย่างเช่นลองพิจารณาสระว่ายน้ำหากเรากระโดดลงไปในสระว่ายน้ำคลื่นจะเริ่มไหลจากจุดนั้นไปยังบริเวณรอบ ๆ สระว่ายน้ำ คลื่นเหล่านี้เป็นผลมาจากการไหลของพลังงานและสิ่งนี้จะเคลื่อนผ่านสระว่ายน้ำ ที่นี่เราสามารถสังเกตได้ว่าพลังงานเท่านั้นที่ไม่เคลื่อนไหวในน้ำในสระ เมื่อใดก็ตามที่โมเลกุลของน้ำเคลื่อนที่ขึ้นและลงในมุมที่แน่นอนไปยังเส้นทางของคลื่นจะเรียกว่าคลื่นตามขวาง ในทำนองเดียวกันคลื่นแสงเกิดขึ้นเมื่อพลังงานเดินทางซึ่งประกอบด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก บางครั้งเรียกว่ารังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ขนาดของคลื่นสามารถคำนวณได้ในช่วงความยาวคลื่นและสามารถวัดความยาวคลื่นได้โดยการกำหนดช่องว่างระหว่างจุดสองจุดบนคลื่นเช่นจุดสูงสุดถึงจุดสูงสุดหรือจากรางสู่ราง

ความยาวคลื่นคืออะไร?

ความหมายของความยาวคลื่น คือระยะห่างระหว่างจุดสองจุดที่อยู่ติดกันเท่ากันภายในสัญญาณ โดยปกติการวัดความยาวคลื่นสามารถทำได้ระหว่างจุดสองจุดเหมือนกันสองจุดที่อยู่ติดกันมิฉะนั้นจะเป็นช่องภายในรูปคลื่น สำหรับคลื่นประเภทต่างๆสามารถคำนวณความยาวคลื่นได้ พวกมันคำนวณได้อย่างแม่นยำที่สุดในคลื่นไซน์เนื่องจากคลื่นเหล่านี้มีการสั่นซ้ำ ๆ และราบรื่น แผนภาพความยาวคลื่น ดังแสดงด้านล่าง .




ความยาวคลื่น

ความยาวคลื่น

หากสัญญาณหรือคลื่นทั้งสองเดินทางด้วยความเร็วที่เท่ากันด้วยความถี่สูงก็จะมีความยาวคลื่นสั้นลง ในทำนองเดียวกันถ้าไฟล์ สองสัญญาณ หรือคลื่นที่เดินทางด้วยความเร็วเท่ากันกับความถี่ต่ำก็จะมีความยาวคลื่นต่างกัน



สมการความยาวคลื่น

ความยาวคลื่นสามารถคำนวณได้โดยใช้สิ่งต่อไปนี้ สูตรความยาวคลื่น .

λ = v / ƒ

ในสมการข้างต้น


สัญลักษณ์ 'λ' ใช้เพื่อแสดงถึงความยาวคลื่นในคณิตศาสตร์และฟิสิกส์

สัญลักษณ์ 'v' หมายถึงความเร็ว

สัญลักษณ์ 'ƒ' หมายถึง ความถี่ความยาวคลื่น .

สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า รวมถึงคลื่นต่างๆเช่นคลื่นแสงและคลื่นวิทยุ คลื่นเหล่านี้มีความยาวคลื่นน้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับคลื่นเสียง ดังนั้นโดยปกติความยาวคลื่นของคลื่นเหล่านี้จะคำนวณเป็นนาโนเมตรหรือมิลลิเมตรแทนที่จะเป็นเมตรหรือเซนติเมตร

หน่วยความยาวคลื่น

สัญลักษณ์ความยาวคลื่น มักแสดงด้วย lambda (λ) และเป็นอักษรกรีก

หน่วย SI ของความยาวคลื่น เป็นเมตรและแสดงด้วยสัญลักษณ์ (m) เศษส่วนหรือการคูณของมิเตอร์จะถูกใช้ในขณะที่คำนวณความยาวคลื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความยาวคลื่นมีคุณสมบัติมากจะใช้กำลังเลขชี้กำลังเป็น 10 ในทำนองเดียวกันเมื่อมีความยาวคลื่นน้อยกว่าก็จะแสดงออกเหมือนเลขชี้กำลังเป็นลบ

ตัวอย่าง

  • ความยาวคลื่นเสียงจะเป็นตัวกำหนดระดับเสียงของมันเช่นเดียวกับความยาวคลื่นของแสงด้วย
  • ความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นสามารถขยายได้ตั้งแต่ 700 นาโนเมตร - 400 นาโนเมตร
  • ความยาวคลื่นเสียงที่ได้ยินได้ตั้งแต่ 17 มม. - 17 ม. เสียงนี้ยาวกว่าแสงที่มองเห็นได้มาก

ความยาวคลื่นในเครือข่ายไร้สาย

ในระบบเครือข่ายไร้สายมักกล่าวถึงแนวคิดของความถี่ นี่เป็นคุณสมบัติที่สำคัญภายในเครือข่ายเช่น Wi-Fi การทำงานนี้สามารถทำได้โดยใช้ความถี่ห้าความถี่ในช่วง GHz (กิกะเฮิรตซ์) เช่น 2.4, 3.6, 4.9, 5 และ 5.9 ความยาวคลื่นที่สั้นกว่าส่วนใหญ่เกิดขึ้นในความถี่และสัญญาณที่สูงกว่าซึ่งมีความยาวคลื่นน้อยกว่า แต่ก็มีปัญหามากขึ้นในขณะที่เจาะสิ่งกีดขวางเช่นพื้นและผนัง

ดังนั้นจุดเชื่อมต่อไร้สายส่วนใหญ่จะทำงานที่ความถี่สูงกว่าและมีความยาวคลื่นน้อยกว่า ใช้พลังงานมากขึ้นในการส่งข้อมูลด้วยความเร็วเท่ากันและระยะทางที่สามารถเข้าถึงได้โดยอุปกรณ์ที่ทำงานที่ความถี่ต่ำโดยใช้ความยาวคลื่นที่ยาวขึ้น

จะวัดความยาวคลื่นได้อย่างไร?

เครื่องมือเช่นเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมแสง ออปติคอล สเปกโตรมิเตอร์ใช้สำหรับระบุความยาวคลื่นภายในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า หน่วยวัดเหล่านี้มีหน่วยเป็นเมตรกิโลเมตรไมโครเมตรมิลลิเมตรและส่วนที่น้อยกว่าซึ่งรวมถึงพิกเมตรนาโนเมตรและเฟมโตมิเตอร์

หลังสามารถใช้ในการวัดความยาวคลื่นที่น้อยกว่าในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นรังสียูวีรังสีแกมมาและรังสีเอกซ์ ในทางกลับกันคลื่นวิทยุจะรวมความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นซึ่งมีตั้งแต่ 1 มม. ถึง 100 กม. ตามความถี่

หากวัดความถี่สัญญาณ ‘f’ เป็น MHz และวัดความยาวคลื่น ‘w’ เป็นเมตรจะสามารถคำนวณความยาวคลื่นและความถี่ได้

w = 300 / f และเท่ากัน f = 300 / w

ระยะห่างท่ามกลางการเกิดซ้ำภายในสัญญาณระบุที่ใดก็ตามที่ความยาวคลื่นอยู่บนสเปกตรัมการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นคลื่นวิทยุที่อยู่ในช่วงของเสียงและคลื่นภายในช่วงของแสงที่มองเห็นได้

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

คลื่นเหล่านี้เป็นคลื่นพลังงานชนิดหนึ่งซึ่งรวมถึงทั้งสนามไฟฟ้าเช่นเดียวกับสนามแม่เหล็ก คลื่นเหล่านี้มีความแตกต่างกันเมื่อเปรียบเทียบกับคลื่นกลเนื่องจากส่งพลังงานและเดินทางไปทั่วสุญญากาศ

การจำแนกประเภทของคลื่นเหล่านี้สามารถทำได้ตามความถี่ของคลื่น คลื่นเหล่านี้ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันในชีวิตประจำวันของเรา คลื่นที่สำคัญที่สุดคือแสงที่มองเห็นได้ซึ่งช่วยให้เรามองเห็นได้

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

คลื่นวิทยุประกอบด้วยความยาวคลื่นสูงสุดเมื่อเปรียบเทียบกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกประเภท มีความยาวประมาณตั้งแต่เซนติเมตรไปจนถึงหลายไมล์ คลื่นเหล่านี้มักใช้สำหรับการส่งข้อมูลในแอปพลิเคชันต่างๆเช่น ดาวเทียม , วิทยุ, คอมพิวเตอร์ n / w และ เรดาร์ .

สัญญาณไมโครเวฟ มีขนาดเล็กกว่าสัญญาณวิทยุที่มีความยาวคลื่นคำนวณภายในหน่วยเซนติเมตร สิ่งเหล่านี้ใช้ในการสื่อสารเนื่องจากสามารถผ่านควันเมฆและฝนเล็กน้อย

อินฟราเรด คลื่นตั้งอยู่ระหว่างไมโครเวฟและแสงที่มองเห็นได้ คลื่นเหล่านี้แบ่งออกเป็นสองประเภทเช่นอินฟราเรดใกล้และอินฟราเรดไกล คลื่นใกล้ IR อยู่ใกล้แสงที่มองเห็นได้ภายในความยาวคลื่น คลื่นเหล่านี้ส่วนใหญ่จะใช้ในรีโมทโทรทัศน์เพื่อเปลี่ยนช่อง ในทำนองเดียวกันคลื่น IR ที่ไกลจะอยู่ห่างจากแสงนี้ภายในความยาวคลื่น

ความยาวคลื่นของคลื่น UV สั้นที่สุดเมื่อเทียบกับแสงที่มองเห็นได้ รังสีเหล่านี้มาจากดวงอาทิตย์จึงทำให้เกิดอาการไหม้แดด แสงยูวีส่วนใหญ่จะใช้ผ่านกล้องโทรทรรศน์เช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเพื่อสังเกตดวงดาวบนท้องฟ้า

รังสีเอกซ์มีความยาวคลื่นน้อยกว่าเมื่อเทียบกับรังสียูวี นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันสังเกตเห็นรังสีเอกซ์คือ ‘Wilhelm Roentgen’ รังสีเหล่านี้ถูกใช้เพื่อเจาะเข้าไปในผิวหนังและกล้ามเนื้อของมนุษย์เพื่อถ่ายภาพเอ็กซ์เรย์ในด้านการแพทย์

เมื่อความยาวคลื่นของคลื่น EM น้อยลงพลังงานก็จะเพิ่มขึ้น รังสีที่สั้นที่สุดคือรังสีแกมมาภายในสเปกตรัม บางครั้งรังสีเหล่านี้ใช้ในการรักษามะเร็งรวมทั้งการถ่ายภาพที่ชัดเจนของยาวินิจฉัย รังสีเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นภายในระเบิดนิวเคลียร์พลังงานสูงและซูเปอร์โนวา

ดังนั้นนี่คือไฟล์ ภาพรวมของความยาวคลื่น และการทำงาน เราหวังว่าคุณจะเข้าใจแนวคิดนี้ดีขึ้น นอกจากนี้ข้อสงสัยใด ๆ เกี่ยวกับแนวคิดนี้โปรดให้ข้อเสนอแนะของคุณโดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณคืออะไร มัลติเพล็กซ์การหารความยาวคลื่น เหรอ?