Як обчислити довжину хвилі


 

Довжина хвилі, швидкість її поширення і частота коливань є величинами, пов’язаними між собою. Найбільш швидко переміщаються електромагнітні хвилі в вакуумі, швидкість їх розповсюдження в інших середовищах помітно менше. Звукові ж хвилі повільніше на кілька порядків.


Інструкція

  1. Перед початком здійснення обчислень переведіть всі величини, представлені в умові завдання, в систему СІ. Швидкість поширення хвиль переведіть в метри в секунду, частоту — в герцах, циклічну частоту — в радіани в секунду, довжину хвилі — в метри. Коефіцієнт заломлення є безрозмірною величиною.
  2. Щоб обчислити довжину хвилі, поділіть швидкість поширення коливань на частоту. Якщо в умові завдання замість звичайної частоти дана циклічна, попередньо обчисліть звичайну, поділивши вихідну величину на 2π.
  3. Швидкість світла у вакуумі є фізичною константою, що дорівнює 299 792 458 метрів в секунду. В будь-який інший середовищі вона дещо менше. Чим щільніше середу, тим сильніше вона уповільнює розповсюдження в ній електромагнітних коливань. Якщо будь-яка частка переміщається в речовині із швидкістю яка хоча і нижче швидкості світла у вакуумі (по-іншому просто бути не може), але вище за швидкість світла саме в цьому речовині, виникає так зване світіння Вавилова-Черенкова. Щоб дізнатися швидкість світла в тому чи іншому середовищі, знайдіть в довіднику її коефіцієнт заломлення, після чого поділіть швидкість світла на нього. Повітря є винятком з цього правила: коефіцієнт його заломлення настільки близький до одиниці, що їм зазвичай нехтують і вважають швидкість світла в ньому рівною тій же величині для вакууму. Тим не менш, в певних умовах світіння Вавилова-Черенкова може спостерігатися і в ньому. Тому якщо завдання вимагає підвищеної точності обчислень, прийміть коефіцієнт заломлення повітря рівним 1,0002926. У дистильованої води цей показник дорівнює 1,33.
        
  4. Якщо швидкість світла із зростанням щільності середовища зменшується, то швидкість звуку — збільшується. Пов’язано це з тим, що електромагнітним коливанням речовина заважає поширюватися, а механічні — навпаки, не можуть поширюватися без нього. У вакуумі переміщення звукових хвиль і зовсім неможливо. Якими коефіцієнтами для обчислення швидкості звуку в тій чи іншій середовищі не користуються, а беруть з таблиці самі значення швидкостей. Швидкість звуку в повітрі при нулі градусів за Цельсієм і атмосферному тиску приймайте за 331 м / с, у дистильованій воді біля поверхні — за 1348 м / с.