Lainepikkuse ja sageduse erinevus

Lainepikkus vs sagedus
 

Sagedus ja lainepikkus on kaks nähtust, millega lainemehaanikas kokku puututakse. Võnkesagedus kirjeldab, kui "sagedane" on sündmus. Laine lainepikkus kirjeldab ühiklaine pikkust. Mõlemad mõisted on väga olulised selliste valdkondade mõistmisel nagu lainemehaanika, moodne füüsika, kvantmehaanika ja elektromagnetilise välja teooria. Nendes valdkondades silma paistmiseks on ülioluline omada nende mõistete selget mõistmist. Selles artiklis käsitleme, mis on sagedus ja lainepikkus, nende määratlused, lainepikkuse ja sageduse sarnasused ning lõpuks lainepikkuse ja sageduse erinevus.

Sagedus

Sagedus on mõiste, mida arutatakse objektide perioodiliste liikumiste korral. Sageduse mõiste mõistmiseks on vajalik perioodiliste liikumiste mõistmine. Perioodiliseks liigutuseks võib pidada iga liikumist, mis kordub kindla aja jooksul. Päikese ümber tiirlev planeet on perioodiline liikumine. Maa ümber tiirlev satelliit on perioodiline liikumine; isegi tasakaalupallikomplekti liikumine on perioodiline liikumine. Enamik perioodilisi liikumisi, mida kohtame, on ümmargused, sirged või poolringid. Perioodilisel liikumisel on sagedus. Sagedus tähendab, kui "sagedane" on sündmus. Lihtsuse huvides võtame esinemissageduse sekundis. Perioodilised liikumised võivad olla kas ühtlased või ebaühtlased. Ühtlasel võib olla ühtlane nurkkiirus. Sellistel funktsioonidel nagu amplituudmodulatsioon võib olla kahekordne periood. Need on perioodilised funktsioonid, mis on kapseldatud teistesse perioodilistesse funktsioonidesse. Perioodilise liikumise sageduse pöördväärtus annab perioodi jaoks aja. Perioodilised liikumised on ka lihtsad harmoonilised liikumised ja summutatud harmoonilised liikumised. Selle abil saab perioodilise liikumise sageduse ka kahe erineva sündmuse vahelise ajaerinevuse abil. Lihtsa pendli sagedus sõltub ainult pendli pikkusest ja gravitatsioonikiirendusest väikeste võnkumiste korral.

Lainepikkus

Lainepikkus on mõiste, mida arutatakse lainete all. Laine lainepikkus on pikkus, kus laine kuju hakkab kordama. Seda saab määratleda lainevõrrandi abil. Ajast sõltuva lainevõrrandi ψ (x, t) korral, kui ψ (x, t) on kahe x väärtuse korral võrdne ja kahe punkti vahel, millel on sama ψ väärtus, pole ühtegi punkti, siis x erinevus väärtused on tuntud kui laine lainepikkus. Lainepikkuse, sageduse ja lainekiiruse vaheline suhe saadakse v = f λ abil, kus f on laine sagedus ja λ on lainepikkus. Kuna antud laine kiirus on konstantne, muutub lainepikkus pöördvõrdeliseks sagedusega.