Wavelength

Iz Wikipedije, besplatne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretraživanje
Grafikon vala funkcije (na primjer, fizička veličina) y koji se širi duž osi Ox , ucrtan u određeno vrijeme ( t = const). Talasna dužina λ može se mjeriti kao udaljenost između para susjednih maksimuma y ( x ) ili minimuma, ili kao dvostruka udaljenost između susjednih tačaka na kojoj je y = 0

Talasna dužina je udaljenost između dvije tačke najbliže jedna drugoj u svemiru, na kojima se javljaju oscilacije u istoj fazi [1] [2] .

Talasna dužina (u dalekovodu ) - udaljenost u dalekovodu na kojoj se faza elektromagnetnog talasa duž smjera širenja mijenja za 2π [3] .

Talasna dužina se takođe može odrediti:

  • kao udaljenost izmjerena u smjeru širenja vala između dvije točke u prostoru na kojima se faza oscilatornog procesa razlikuje za ;
  • kao put kojim talasna fronta putuje u vremenskom intervalu jednakom periodu oscilatornog procesa;
  • kao prostorni period talasnog procesa.

Zamislite da valovi izviru u vodi iz jednoliko vibrirajućeg plovka i mentalno zaustavljaju vrijeme. Tada je valna duljina udaljenost između dva susjedna grebena vala, mjereno u radijalnom smjeru. Talasna dužina jedna je od glavnih karakteristika talasa, zajedno sa frekvencijom , amplitudom , početnom fazom, smjerom širenja i polarizacijom . Uobičajeno je koristiti grčko slovo za označavanje talasne dužine , dimenzija talasne dužine - metar ([m]).

Obično se valna duljina koristi u odnosu na harmonički ili kvazi-harmonički (na primjer prigušeni ili uskopojasni modulirani ) valni proces u homogenom, kvazi-homogenom ili lokalno homogenom mediju. Međutim, formalno se valna duljina može odrediti analogno za valni proces s inharmonskom, ali periodičnom prostor-vremenskom ovisnošću, koja sadrži skup harmonika u spektru . Tada će se valna duljina podudarati s valnom duljinom osnovnog (najniže frekvencije, fundamentalni) harmonika spektra.

Talasna dužina - prostorni period talasnog procesa

Talas je oscilatorni proces koji se razvija (širi) u prostoru i vremenu, s tim u vezi, fizička veličina koja se mijenja u talasnom procesu je funkcija prostornih koordinata i vremena (to jest, posebna vrsta prostor-vremena funkcija). Talasni proces posebno može biti periodičan (na primjer, harmonički ). Po analogiji sa periodom oscilacija [s] (vremenski interval za koji se periodični oscilatorni proces ponavlja i čija je dimenzija druga), valna duljina [m] može se smatrati prostornim periodom valnog procesa . Treba napomenuti da je kružna frekvencija oscilacija [radijana / s], koji pokazuje koliko će se radijana oscilatorna faza promijeniti za 1 s u fiksnoj tački (u skupu tačaka ako je kruto tijelo), odgovara "prostornoj kutnoj frekvenciji" [radijana / m], koji se naziva valni broj i pokazuje koliko radijana se faze oscilatornog procesa razlikuju u dvije tačke prostora smještene uz smjer širenja valova na udaljenosti od 1 m jedna od druge. U ovom slučaju, očito je da se faze oscilatornog procesa nalaze u dvije takve tačke koje se nalaze na udaljenosti od [m], razlikuju se tačno po ...

Frekvencijska komunikacija

Saznajte odnos između valne duljine i fazne brzine i učestalost može biti iz definicije. Talasna dužina odgovara prostornom periodu talasa, odnosno udaljenosti koju tačka sa konstantnom fazom "pređe" u vremenskom intervalu jednakom periodu oklevanje, dakle

Za elektromagnetske valove u vakuumu, brzina u ovoj formuli je jednaka brzini svjetlosti (299 792 458 m / s) i valnoj duljini ... Ako je vrijednost zamjena u hercima, dakle bit će izraženo u metrima .

Radio talasi su podijeljeni u opsege prema vrijednostima talasnih dužina, na primjer, 10 ... 100 m - dekametarski (kratki) valovi, 1 ... 10 m - metar, 0,1 ... 1,0 m - decimetar itd. Mehanizmi i uslovi širenja radio talasa , stupanj manifestacije efekta difrakcije , koji odražava svojstva objekata, ograničavajući raspon radio komunikacije i radara jako ovise o valnoj duljini. U pravilu, ukupne dimenzije antena su usporedive ili (uvijek vrijedi za usmjerene antene) premašuju radnu valnu duljinu radio -elektroničkog uređaja . Magnetska antena srednjetalasnog radio prijemnika ima dimenzije koje su za red veličine manje od talasne dužine, a istovremeno ima i prostornu selektivnost.

Talasna dužina u medijumu

U optički gušćem mediju (sloj je istaknut tamnom bojom), dužina elektromagnetskog vala se smanjuje. Plava linija je raspodjela trenutne ( t = const) vrijednosti jakosti valnog polja duž smjera širenja. Promjena amplitude jakosti polja uzrokovana refleksijom od sučelja i interferencijom upadnih i odbijenih valova nije prikazana na slici uobičajeno.

Dužina elektromagnetskog vala u mediju je kraća nego u vakuumu:

gdje Je li indeks loma medija;
- relativna dielektrična konstanta medija;
Je relativna magnetska propusnost medija.

Količine , i mogu značajno zavisiti od učestalosti (fenomen disperzije ). Pošto za većinu RF okruženja (za dielektrike , za feromagnete sa povećanom frekvencijom ), tada se u inženjerskoj praksi koristi vrijednost , koji se naziva faktor skraćivanja . Jednako je odnosu talasne dužine u medijumu i talasne dužine u vakuumu. Na primjer, za polietilen (koristi se u radiofrekvencijskom rasponu kao izolacijski materijal s malim gubicima) = 2,56 i faktor skraćivanja = 1 / 1,6 = 0,625.

Naprotiv, duljina elektromagnetskog vala (poprečni magnetski, poprečni električni) u valovodima može biti ne samo veća nego u mediju s istom vrijednošću , ali i više nego u vakuumu, budući da fazna brzina elektromagnetskog vala u valovodu prelazi brzinu elektromagnetskog vala u mediju s istim ...

De Broglie maše

De Broglieovi valovi također odgovaraju određenoj valnoj duljini. Čestica sa energijom i impuls , odgovaraju:

  • frekvencija:
  • talasna dužina:
gdje Da li je Planck konstanta .

Primjeri

Video vodič: valna duljina

Otprilike, s greškom od oko 0,07%, dužina radio vala u slobodnom prostoru može se izračunati na sljedeći način: 300.000 km / s podijeljeno s frekvencijom u kilohercima, dobivamo valnu duljinu u metrima. Drugi način je da zapamtite neki prikladan par. na primjer, frekvencija od 100 MHz odgovara valnoj duljini od 3 m; tada procjenom koliko je puta potrebna frekvencija veća ili niža od 100 MHz , možete odrediti valnu duljinu. Na primjer, 1 MHz je 100 puta ispod 100 MHz, što znači 1 MHz ↔ 3 m × 100 = 300 m

Primjeri karakterističnih frekvencija i talasnih dužina: frekvencija od 50 Hz (frekvencija struje u električnoj mreži) odgovara dužini radio talasa od 6000 km; frekvencija 100 MHz ( emitiranje FM -opsega ) - 3 m; 900 (1800) MHz ( mobilni telefoni ) - 33,3 (16,7) cm; 2,4 GHz ( Wi -Fi ) - 12,5 cm; 10 GHz (ugrađene radarske stanice sistema upravljanja naoružanjem savremenih borbenih aviona) - 3 cm. Vidljivo svjetlo je elektromagnetno zračenje talasnih dužina od 380 do 780 nm [4] .

Napomene (uredi)

  1. Oscilacije i valovi // Fizika: Udžbenik za obrazovne institucije 11. razreda / G. Ya. Myakishev, B. B. Bukhovtsev. - 12. izd. - M .: Obrazovanje, 2004.- S. 121.- 336 str. - 50.000 primjeraka. -ISBN 5-09-013165-1 .
  2. Definicija nije u potpunosti točna, budući da (1) u istoj fazi dolazi do oscilacija na valnom frontu, a udaljenost između točaka na prednjoj strani može biti proizvoljna, uključujući nulu; (2) da bi udaljenost između dviju točaka bila jednaka valnoj duljini, oscilacija se ne bi trebala pojaviti u istoj fazi, već s faznim pomakom u , a točke bi trebale biti smještene duž linije širenja
  3. GOST 18238-72. Mrežni prijenosni vodovi. Termini i definicije.
  4. GOST 7601-78. Fizička optika. Termini, oznake slova i definicije osnovnih veličina Arhivirano 23. marta 2013. na Wayback Machine -u

Književnost