Lainepikkus vs sagedus
Sagedus ja lainepikkus on kaks lainemehaanikas esinevat nähtust. Võnkumise sagedus kirjeldab, kui "sagedane" sündmus on. Laine lainepikkus kirjeldab ühiklaine pikkust. Mõlemad mõisted on väga olulised selliste valdkondade mõistmisel nagu lainemehaanika, kaasaegne füüsika, kvantmehaanika ja elektromagnetvälja teooria. Nendes valdkondades silma paistmiseks on oluline omada nendest mõistetest selget arusaamist. Selles artiklis arutame, mis on sagedus ja lainepikkus, nende määratlused, lainepikkuse ja sageduse sarnasused ning lõpuks lainepikkuse ja sageduse erinevus.
Sagedus
Sagedus on mõiste, mida käsitletakse objektide perioodiliste liikumiste puhul. Sageduse mõiste mõistmiseks on vaja perioodilisi liikumisi õigesti mõista. Perioodiliseks liikumiseks võib pidada mis tahes liikumist, mis kordub kindla ajaperioodi jooksul. Päikese ümber tiirlev planeet on perioodiline liikumine. Ümber Maa tiirlev satelliit on perioodiline liikumine; isegi tasakaalupallikomplekti liikumine on perioodiline liikumine. Enamik perioodilisi liikumisi, mida me kohtame, on ringikujulised, lineaarsed või poolringikujulised. Perioodilisel liikumisel on sagedus. Sagedus tähendab, kui "sagedane" sündmus on. Lihtsuse huvides võtame sageduse esinemissagedusena sekundis. Perioodilised liikumised võivad olla ühtlased või ebaühtlased. Ühtlane nurkkiirus võib olla ühtlane. Funktsioonidel, nagu amplituudmodulatsioon, võivad olla topeltperioodid. Need on perioodilised funktsioonid, mis on kapseldatud teistesse perioodilistesse funktsioonidesse. Perioodilise liikumise sageduse pöördväärtus annab perioodi aja. Lihtsad harmoonilised liikumised ja summutatud harmoonilised liikumised on samuti perioodilised liikumised. Seeläbi saab perioodilise liikumise sagedust saada ka kahe sarnase sündmuse ajavahet kasutades. Lihtsa pendli sagedus sõltub ainult pendli pikkusest ja väikeste võnkumiste gravitatsioonikiirendusest.
Lainepikkus
Lainepikkus on mõiste, mida arutatakse lainete all. Laine lainepikkus on pikkus, kus laine kuju hakkab korduma. Seda saab määratleda lainevõrrandi abil. Ajast sõltuva lainevõrrandi ψ(x, t) korral, kui ψ(x, t) on antud aja jooksul võrdne kahe x väärtuse korral ja kahe punkti vahel ei ole sama ψ väärtusega punkte, siis erinevus x väärtusi nimetatakse laine lainepikkuseks. Seos lainepikkuse, sageduse ja kiiruse vahel on antud valemiga v=f λ, kus f on laine sagedus ja λ on lainepikkus. Kuna antud laine kiirus on konstantne, muutub lainepikkus pöördvõrdeliseks sagedusega.
Mis vahe on sagedusel ja lainepikkusel?
• Sagedust saab määrata nii lainete ja vibratsioonide kui ka muude perioodiliste liikumiste jaoks.
• Lainepikkus määratakse ainult lainele. Sagedust mõõdetakse hertsides. Lainepikkust mõõdetakse meetrites. Laine lainepikkus on pöördvõrdeline laine energiaga. Sagedus on lineaarselt võrdeline laine energiaga.
