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音と光は、周期的な脈動、つまり波によるエネルギー伝達の2つの例です。
脈動の周波数は、時間単位ごとに(通常は1秒ごとに)発生する波の数であり、送信されるエネルギーの特性を決定します。たとえば、高周波の音波はピッチが高く、高周波の光波はスペクトルの紫外線部分でエネルギーがあります。
1秒ごとにポイントを通過する音波または光波の数をカウントすることは非現実的ですが、他の2つのパラメーター(波の長さと伝送速度)がわかっている場合は、周波数(ヘルツ単位、または1秒あたりのサイクル数)を計算できます。波の速度、周波数、波長の計算は、現代の物理学の中心です。
波速度式
基本的な波速度式は、ニーズに合わせて再配置できますが、
c =(λ)(ν)
c =は光の速度、または3.0×108 ミズ; λ(ギリシャ文字のラムダ)は波長であり、多くの場合、可視光スペクトルで数百ナノメートルで表されます。 ν(ギリシャ文字nu)は周波数であり、fとも記述され、1秒あたりの波のサイクル、またはsで示されます。-1。この意味は
ν= c /λ
送信エネルギーの波長を決定します。可視光の場合、光の色が波長を決定します。水面を伝わる波を単純に測定する場合は、隣接する山または谷間の距離を測定することで波長を決定します。
波の速度を測定または調べます。水の波を観察する場合、トラフが所定のポイントから別のポイントに到達するまでの時間を単純に計ることができます。ただし、光と音は速すぎて測定できないため、速度を調べる必要があります。移動する媒体(通常は空気)を考慮する必要があります。
距離と速度の値を互換性のある単位に変換します。たとえば、水波の波長をインチで測定し、その速度をフィート/秒で測定した場合、波長をフィートに、または速度をインチ/秒に変換します。
波長を速度に分割して周波数を計算します。これは、上記のように1秒あたりのサイクル数、またはヘルツ(「Hz」と表記)で表されます。たとえば、毎秒4インチの速度で進む1フィートの波長の水波は、1/3フィート/秒を1フィート= 0.33 Hzで除算した周波数を持ちます。
同様に、毎秒299,792,458メートルの速度で空気を通過する476ナノメートル(10億分の1メートル)の波長の青色光の周波数は、299,792,458 m / s÷0.000000475 m = 631兆Hz、または631テラヘルツ(THz)です。 。