gushelom.ru

Hur man beräknar längden på vågan

Med våglängd menar vi avståndet mellan en topp och den andra (även kallad vapen eller ventri) av en våg. Denna storleksordning är ofta associerad med studien av det elektromagnetiska spektrumet. Förfarandet för beräkning av längden på en våg beror på informationen i besittning. Om du känner till hastigheten och frekvensen hos den aktuella vågan kan du använda den klassiska formeln för beräkning av längden. Om du vill bestämma ljusets våglängd genom att känna till en fotons specifika energi, måste du använda energibalansekvationen. Genom att använda rätt formel baserat på sammanhanget blir beräkningen av längden på en våg en mycket enkel uppgift.

Del 1

Beräkna våglängden baserat på hastighet och frekvens
1
I detta fall används den kända ekvationen för beräkningen av våglängden. För att beräkna våglängden är det nödvändigt att dela sin fortplantningsgrad med frekvensen. Den fullständiga formeln är som följer: Lunghochzztilld`ellerndtill=VochlellercdenttillddenPrellerptillgtillzdenellernochFrochquochnztill{ displaystyle Wave Length = { frac {VelocitadesPropagation} {Frekvens}}}.
  • Längden på en våg representeras av den grekiska bokstaven lambda: λ{ displaystyle lambda}.
  • Normalt representeras förökningshastigheten av brevet v{ displaystyle v}.
  • Frekvensen representeras av brevet f{ displaystyle f}.
  • λ=vf{ displaystyle lambda = { frac {v} {f}}}
  • 2
    Använd rätt måttenhet. Hastigheten kan uttryckas genom de två vanligaste mätsystemen, nämligen decimalvärdet och den brittiska kejserliga metriska. Du kan sedan se hastigheten i miles per timme (mph), i kilometer per timme (km / h), i meter per sekund (m / s) och så vidare. Normalt uttrycks våglängden nästan alltid av mätvärdena: nanometer, meter, millimeter och så vidare. Frekvensen uttrycks i Hertz (Hz), dvs antalet kompletta vågcykler per sekund.
  • Kom ihåg att bevara konsistensen mellan måttenheter under alla beräkningar för att lösa ekvationen. De flesta beräkningarna utförs med hjälp av metriska enheter i metriska systemet.
  • Om frekvensen uttrycks i kilohertz (kHz) eller om förökningshastigheten uttrycks i km / s måste du konvertera De respektive värdena i Hz och m / s multiplicerar dem med koefficienten 1000 (10 kHz = 10 000 Hz).
  • 3
    Ersätt ekvationsvariablerna med kända värden, fortsätt sedan med beräkningarna. Om du vill beräkna våglängden för en våg, ersätter du bara den relativa förökningshastigheten och dess frekvens inom formeln. Dela hastigheten med frekvensen och du kommer att få våglängden.
  • Till exempel: det beräknar våglängden hos en våg med en fortplantningshastighet på 20 m / s och en frekvens på 5 Hz.
  • Lunghochzztilld`ellerndtill=VochlellercdenttillddenprellerptillgtillzdenellernochFrochquochnztill{ displaystyle Wave Length = { frac {Velocitadipropagazione} {Frekvens}}}
    λ=vf{ displaystyle lambda = { frac {v} {f}}}
    λ=20m/s5Hz{ displaystyle lambda = { frac {20m / s} {5Hz}}}
    λ=4m{ displaystyle lambda = 4m}
  • 4
    Använd den aktuella ekvationen och lösa den utifrån hastighet eller frekvens. Om våglängden är känd kan du använda de inverse formlerna, som kan erhållas från den ursprungliga ekvationen, för att beräkna utbredningshastigheten eller frekvensen. För att beräkna utbredningshastigheten från frekvens och våglängd kan du använda formeln v=λf{ displaystyle v = { frac { lambda} {f}}}. För att beräkna frekvensen från förökningshastigheten och våglängden kan du använda formeln f=vλ{ displaystyle f = { frac {v} { lambda}}}.
  • Till exempel: beräkna propagationshastigheten för en våg med en längd av 450 nm och en frekvens på 45 Hz. v=λf=450nm45Hz=10nm/s{ displaystyle v = { frac { lambda} {f}} = { frac {450nm} {45Hz}} = 10nm / s}.
  • Till exempel: beräkna frekvensen för en våg med en längd på 2,5 m och en fortplantningshastighet på 50 m / s. f=vλ=50m/s2,5m=20Hz{ displaystyle f = { frac {v} { lambda}} = { frac {50m / s} {2,5m}} = 20Hz}.

    • Del 2

    Beräkna våglängden genom en fotons energi
    1
    Beräkna våglängden med hjälp av energikvationen. Formeln för beräkning av den energi som involverar våglängden är och=hcλ{ displaystyle E = { frac {hc} { lambda}}}, var och{ displaystyle E} är energin i systemet uttryckt i Joule (J), h{ displaystyle h} Det är Plancks konstanta och är 6,626 x 10-34 Joule per sekund (J s), c{ displaystyle c} Det är ljusets hastighet i vakuum, dvs 3,0 x 108 meter per sekund (m / s), e λ{ displaystyle lambda} är våglängden uttryckt i meter (m).
    • När man ombeds att lösa sådana problem är en fotons energi allmänt känd.
  • 2
    Ändra startekvationen för att beräkna våglängden. För att göra detta kan du använda reglerna och algebraiska egenskaper för att lösa det baserat på våglängden. Om vi ​​multiplicerar båda medlemmarna av ekvationen med våglängden och sedan delar dem med energi kommer vi att få formeln λ=hcoch{ displaystyle lambda = { frac {hc} {E}}}. Om den energi som emitteras av foton är en känd data, kan vi beräkna dess våglängd.
  • Denna ekvation kan användas för att bestämma den maximala våglängden av ljus som behövs för jonisering av metaller. Använd helt enkelt den energi som krävs för jonisering och lösa ekvationen baserat på våglängden.
  • 3
    Ersätt variablerna med sina kända värden och utför beräkningarna. Efter att ha ändrat startekvationen för att beräkna våglängden kan du utföra beräkningarna genom att byta energivariabeln med det kända värdet. Eftersom de andra två elementen i formeln är två konstanter, är deras värden redan kända. För att lösa ekvationen multiplicera de två konstanterna och dela produkten för energi.
  • Till exempel: Beräkna våglängden på en foton med en energi som är lika med 2,88 x 10-19 J.
  • λ=hcoch{ displaystyle lambda = { frac {hc} {E}}}
    = (6,626*10-34)(3,0*108)(2,88*10-19){ displaystyle { frac {{6,626 * 10 ^ {- 34}) (3,0 * 10 ^ {8})} {{2,88 * 10 ^ {- 19})}}}
    =(19,878*10-26)(2,88*10-19){ displaystyle = { frac {(19.878 * 10 ^ {- 26})} {(2,88 * 10 ^ {- 19})}}}
    =6,90*10-7m{ displaystyle = 6,90 * 10 ^ {- 7} m}.
  • Konvertera resultatet till nanometer genom att multiplicera det med 10-9. Den resulterande våglängden är 690 nm.

    • Del 3

    Identifiera fel
    1
    Kontrollera att ditt arbete är korrekt genom att multiplicera våglängden för frekvensen. Om värdet beräknat för våglängden är korrekt, multiplicera det med frekvensen bör du få den kända fortplantningshastigheten. I annat fall innebär detta att beräkningsfel har begåtts. Om du har använt en kalkylator, se till att du har angivit värdena korrekt.
    • Till exempel: Vad är våglängden hos en ljudvåg med en frekvens på 70 Hz och en fortplantningshastighet på 343 m / s?
    • Efter instruktionerna i denna artikel får du en våglängd på 4,9 m.
    • Nu kan du kontrollera korrektheten av beräkningarna genom att multiplicera 4.9 m x 70 Hz = 343 m / s. Det här är exakt den ursprungliga förökningshastigheten, vilket innebär att svaret är korrekt.
  • 2
    Använd vetenskaplig notation för att undvika beräkningsfel på grund av avrundning. Beräkningen av våglängden kräver ofta användning av mycket stora tal, speciellt när man arbetar med ljusets hastighet. Detta kan enkelt resultera i fel på grund av felaktig avrundning av räknaren. För att undvika att falla i denna fälla, skriv eller skriv om alla siffror du använder genom vetenskaplig notering.
  • Till exempel: ljuset rör sig genom vattnet med en hastighet av cirka 225.000.000 m / s. Om vågfrekvensen är 4 x 1014 Hz, vad är våglängden?
  • Den skriftliga vågens utbredningshastighet med vetenskaplig notering är 2,25 x 108. I stället uttrycks frekvensen redan med denna standard.
  • Lunghochzztilld`ellerndtill=VochlellercdenttillddenprellerptillgtillzdenellernochFrochquochnztill{ displaystyle Wave Length = { frac {Velocitadipropagazione} {Frekvens}}}
    =2,25*1084*1014=2,254*106{ displaystyle = { frac {2.25 * 10 ^ {8}} {4 * 10 ^ {14}}} = { frac {2.25} {4 * 10 ^ {6}}}}
    =0,563*10-6m{ displaystyle = 0,563 * 10 ^ {- 6} m}
    =5,63*10-7m{ displaystyle = 5,63 * 10 ^ {- 7} m}.
  • 3
    Ändra inte frekvensen när vågen passerar genom ett material av annan art. Texten i många fysikproblem kräver att den våg som undersöks passerar genom olika material. I dessa fall är ett av de vanligaste misstagen att beräkna en ny vågfrekvens. I verkligheten ändras inte frekvensen beroende på materialet, vilket varierar från våglängden och utbredningshastigheten.
  • Till exempel: en ljusvåg med en frekvens f, hastighet v och våglängden A, som börjar från luften passerar genom ett material som har ett brytningsindex lika med 1,5. Vilka förändringar påverkas av de tre berörda kvantiteterna?
  • Den nya utbredningshastigheten är lika med v1,5{ displaystyle { frac {v} {1,5}}}.
  • Frekvensen som sagt kommer att förbli konstant och lika med f.
  • Den nya våglängden kommer därför att vara lika med nuellervtillvochlellercdenttillnuellervtillfrochquochnztill=v1,5f=v1,5f{ displaystyle { frac {newfeature} {newfrequency}} {{frac { frac {v} {1.5}} {f}} = { frac {v} {1.5f}}}.
    • Dela på sociala nätverk:

    Relaterade
    Hur man beräknar specifik värmeHur man beräknar specifik värme
    Hur man beräknar perimetern på en kvadratHur man beräknar perimetern på en kvadrat
    Hur man beräknar omkretsen av en triangelHur man beräknar omkretsen av en triangel
    Hur man beräknar tillväxtenHur man beräknar tillväxten
    Hur man beräknar en kubens volymHur man beräknar en kubens volym
    Hur man beräknar en kubens volym med hjälp av ytanHur man beräknar en kubens volym med hjälp av ytan
    Hur man beräknar volymen av en rektangulär prismaHur man beräknar volymen av en rektangulär prisma
    Hur man beräknar områdetHur man beräknar området
    Hur man beräknar området för en halvcirkelHur man beräknar området för en halvcirkel
    Hur man beräknar yta och perimeterHur man beräknar yta och perimeter
    » » Hur man beräknar längden på vågan

    © 2011—2021 gushelom.ru