Bangos ilgis ir dažnis
Dažnis ir bangos ilgis yra du reiškiniai, su kuriais susiduriama bangų mechanikoje. Virpesių dažnis apibūdina, kaip „dažnas“įvykis. Bangos bangos ilgis apibūdina vienetinės bangos ilgį. Abi šios sąvokos yra labai svarbios norint suprasti tokias sritis kaip bangų mechanika, šiuolaikinė fizika, kvantinė mechanika ir elektromagnetinio lauko teorija. Labai svarbu turėti aiškų supratimą apie šias sąvokas, kad galėtume tobulėti tokiose srityse. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra dažnis ir bangos ilgis, jų apibrėžimus, bangos ilgio ir dažnio panašumus ir galiausiai skirtumą tarp bangos ilgio ir dažnio.
Dažnis
Dažnis yra sąvoka, aptariama periodiškai judant objektus. Norint suprasti dažnio sąvoką, reikia tinkamai suprasti periodinius judesius. Periodiniu judesiu galima laikyti bet kokį judesį, kuris pasikartoja per nustatytą laikotarpį. Planeta, besisukanti aplink saulę, yra periodiškas judėjimas. Aplink žemę besisukantis palydovas yra periodinis judėjimas; net balansinio rutulio rinkinio judesys yra periodinis judesys. Dauguma periodinių judesių, su kuriais susiduriame, yra apskriti, linijiniai arba pusiau apskriti. Periodinis judėjimas turi dažnį. Dažnis reiškia, kaip „dažnas“yra įvykis. Paprastumo dėlei dažnį laikome įvykiais per sekundę. Periodiniai judesiai gali būti vienodi arba nevienodi. Uniforma gali turėti vienodą kampinį greitį. Tokios funkcijos kaip amplitudės moduliavimas gali turėti dvigubus periodus. Tai yra periodinės funkcijos, įtrauktos į kitas periodines funkcijas. Periodinio judėjimo dažnio atvirkštinė vertė suteikia tam tikro laikotarpio laiką. Paprasti harmoniniai judesiai ir slopinami harmoniniai judesiai taip pat yra periodiniai judesiai. Tokiu būdu periodinio judėjimo dažnis taip pat gali būti gaunamas naudojant laiko skirtumą tarp dviejų panašių įvykių. Paprastos švytuoklės dažnis priklauso tik nuo švytuoklės ilgio ir gravitacinio pagreičio esant mažiems virpesiams.
Bangos ilgis
Bangos ilgis yra sąvoka, aptariama po bangomis. Bangos bangos ilgis yra ilgis, kuriame bangos forma pradeda kartotis. Tai galima apibrėžti naudojant bangų lygtį. Nuo laiko priklausomai bangų lygčiai ψ(x, t), per tam tikrą laiką, jei ψ(x, t) yra lygus dviem x reikšmėms ir tarp dviejų taškų, turinčių tą pačią ψ reikšmę, nėra, skirtumas x reikšmės yra žinomos kaip bangos bangos ilgis. Ryšys tarp bangos ilgio, dažnio ir greičio nustatomas v=f λ, kur f – bangos dažnis, o λ – bangos ilgis. Tam tikros bangos bangos greitis yra pastovus, todėl bangos ilgis tampa atvirkščiai proporcingas dažniui.
Kuo skiriasi dažnis ir bangos ilgis?
• Galima nustatyti tiek bangų, tiek virpesių ir bet kurio kito periodinio judesio dažnį.
• Bangos ilgis apibrėžiamas tik bangai. Dažnis matuojamas hercais. Bangos ilgis matuojamas metrais. Bangos bangos ilgis yra atvirkščiai proporcingas bangos energijai. Dažnis tiesiškai proporcingas bangos energijai.
