波长
物理学名词
波长(wavelength),是指在一个振动周期内传播的距离。也就是沿着波的传播方向,相邻两个振动位相相差2π的点之间的距离。波长λ等于波速u和周期T的乘积,即λ=uT。同一频率的波在不同介质中以不同速度传播,所以波长也不同。
波长对波性质的度量
波长(或可换算成频率)是波的一个重要特征指标,是波的性质的量度。例如:机械波可以从它的波长来量度,可听声波长从17mm到17m不等,相应的频率约为20000Hz到20Hz(频率与波长成反比,所以频率较高的在前面);电磁波也可以由它的波长来量度,人眼的可见光从深红色的750nm波长,400THz频率,到紫色的400nm波长,750THz频率。
如图1所示为电磁波各类波长:
在讨论弹性波的传播时,会假设媒质是连续的,因为当波长远大于媒质分子之间的距离时,媒质中一波长的距离内,有无数个分子在陆续振动,宏观上看来,媒质就像是连续的; 但如果波源的频率极高,波长极小,当波长小到等于或小于分子间距离的数量级时,相距约为一波长的两个分子之间,不再存在其他分子,不能再认为媒质是连续的,也不能传播弹性波了。高度真空中分子间的距离极大,不能传播机械波就是这个原因。
横波与纵波的波长
波长指沿着波的传播方向,在波的图形中两个相对平衡位置之间的位移横波纵波的波长所代表的意义是不同的。在横波中,波长是指相邻两个相位相差 的点的距离,通常是相邻的波峰波谷对应的过零点。在纵波中,波长是指相邻两个密部或疏部之间的距离。波长在物理中常表示为λ,国际单位是米(m)。
波长与频率的关系
频率就是某一固定时间内,通过某一指定地方的波数目,即 。因而由前面波长的表达式,可以得到波长和频率的关系式为:
式中的传播速度的单位为m/s(米/秒),频率的单位为赫兹(Hz,简称赫),波长的单位为米。例如,中央人民广播电台第一套节目所用的一个广播频率为639kHz(千赫),电磁波在空气中的传播速度为光速3×108m/s,则可计算得这套节目的无线电波波长为:
电磁波中的关系式
电磁波长与能量之间的关系式是
式中E代表能量,h为普朗克常数;c是光在真空中的光速,近似为2.998x108m/s。
电磁波长与频率的关系式是
式中c为光速,是波长,是电磁波的频率。
参考资料
最新修订时间:2024-11-16 12:03
目录
概述
波长对波性质的度量
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