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波长

波长(英語: wavelength ),是指波在一个振动周期内传播距离。也就是沿着波的传播方向,相邻两个振动位相相差的点之间的距离。波长λ等于波速u和周期T的乘积,即λ=uT。同一频率的波在不同介质中以不同速度传播,所以波长也不同。[1]

基本信息

中文名 波长 [2]

外文名 wavelength

计算公式 λ=uT

单位 米

波长(或可换算成频率)是波的一个重要特征指标,是波的性质的量度。例如:声波可以从它的频率来量度,人耳可听的声波从20Hz到20kHz,相应的波长从17m到17mm不等;人眼的可见光从深红色的375THz频率,800nm波长,到紫色的750THz频率,400nm波长。

右图为电磁波各类波长:

在讨论弹性波的传播时,会假设媒质是连续的,因为当波长远大于媒质分子之间的距离时,媒质中一波长的距离内,有无数个分子在陆续振动,宏观上看来,媒质就像是连续的; 但如果波源的频率极高,波长极小,当波长小到等于或小于分子间距离的数量级时,相距约为一波长的两个分子之间,不再存在其他分子,不能再认为媒质是连续的,也不能传播弹性波了。高度真空中分子间的距离极大,不能传播声波就是这个原因。

波长指沿着波的传播方向,在波的图形中两个相对平衡位置之间的位移。横波与纵波的波长所代表的意义是不同的。在横波中,波长是指相邻两个相位相差

的点的距离,通常是相邻的波峰、波谷或对应的过零点。在纵波中,波长是指相邻两个密部或疏部之间的距离。波长在物理中常表示为λ,国际单位是米(m)。

频率

就是某一固定时间内,通过某一指定地方的波数目,即

。因而由前面波长

的表达式,可以得到波长和频率的关系式为:

式中的传播速度

的单位为m/s(米/秒),频率

的单位为赫兹(Hz,简称赫),波长

的单位为米。例如,中央人民广播电台第一套节目所用的一个广播频率为639kHz(千赫),电磁波在空气中的传播速度为光速3×10m/s,则可计算得这套节目的无线电波波长为:

电磁波长与能量之间的关系式是

式中E代表能量,h为普朗克常数;c是光在真空中的光速,近似为2.998x10m/s。

电磁波长

与频率

的关系式是

式中c为光速,

是波长,

是电磁波的频率。

參考來源