Sisältö

• Askeleet

Aallonpituus on kahden vierekkäisen maksimin välinen etäisyys aallon värähtelyssä, ja siihen viitataan usein viitattaessa sähkömagneettisiin aaltoihin. Annetuista tiedoista riippuen aallonpituudet voidaan määrittää tavalla tai toisella. Jos tiedät nopeuden ja taajuuden, voit käyttää aallonpituuden peruskaavaa. Jos haluamme laskea valon aallonpituuden, kun tiedämme fotonin ominaisenergian, voimme soveltaa energiakaavaa. Oikean kaavan soveltaminen tekee aallonpituuden laskemisesta helppoa.

Askeleet

Osa 1/3: Laske aallonpituus nopeuden ja taajuuden perusteella

1. 

   Laske aallonpituus kaavan avulla. Aallonpituuden laskemiseksi jaetaan yksinkertaisesti etenemisnopeus taajuudella. Kaava on seuraava :.
   • Aallonpituuksia edustaa tyypillisesti kreikkalainen kirjain lamda.
   • Nopeutta symbolisoidaan usein.
   • Taajuus on yleensä symboli.

2. 

   
   
   Käytä oikeita yksiköitä. Nopeus voidaan tallentaa vakio- tai brittiläisinä mittayksikköinä, kuten mailit tunnissa (mph), kilometrit tunnissa (kph), metrit sekunnissa (m / s) jne. Aallonpituudet kirjoitetaan kuitenkin tavallisesti mittayksikköinä nanometreinä, metreinä, millimetreinä jne. Taajuus on yleensä hertseinä (Hz).
   • Käytä aina samaa yksikkölomaketta kaavaa sovellettaessa. Usein fysiikassa matemaattiset operaatiot lasketaan vakiomittayksiköiden perusteella.
   • Jos taajuus on ilmoitettu kilohertsinä (kHz) tai aallon etenemisnopeus on annettu km / s, meidän on muunnettava nämä arvot hertseiksi ja m / s kertomalla annettu arvo 1000: lla ( 10 kHz = 10 000 Hz).

3. 

   
   
   Korvaa tunnetut arvot kaavaan. Aallonpituuden laskemiseksi kaavan jälkeen, kun olemme määrittäneet aaltojen etenemisnopeuden ja taajuuden, meidän on vain kytkettävä nämä arvot kaavaan ja jaettava nopeus taajuudella.
   • Esimerkki: Selvitä aallon aallonpituus, joka kulkee nopeudella 20 m / s taajuudella 5 Hz.
     • 
       
       
       

4. 

   
   
   Käytä tätä kaavaa laskeaksesi etenemisnopeuden tai taajuuden. Yllä olevaa yhtälöä muokkaamalla on mahdollista laskea etenemisnopeus tai taajuus, jos aallonpituus on tiedossa. Laske nopeus tunnetulla taajuudella ja aallonpituudella käyttämällä kaavaa. Annetun etenemisnopeuden ja aallonpituuden laskemiseksi käytämme kaavaa.
   • Esimerkki: Etsi aallon etenemisnopeus, jonka aallonpituus on 450 nm taajuudella 45 Hz. .
   • Esimerkki: Etsi 2,5 m: n aallonpituuden aallon taajuus ja etenee nopeudella 50 m / s. .
   mainos

Osa 2/3: Laske aallonpituus tunnetulla fotonienergialla

1. 

   Laske aallonpituus käyttämällä energiakaavaa. Energiariippuvainen kaava on järjestelmän energiana jouleissa (J), on Planckin vakio: 6626 × 10 joule sekuntia (J s), on tyhjiön läpi kulkevan valon nopeus: 3 , 0 x 10 metriä sekunnissa (m / s), ja se on aallonpituus metreinä (m).
   • Tässä ongelman muodossa fotonin energia annetaan yleensä.

2. 

   Muunna aallonpituuden laskentakaava. Voimme kääntää muuttujien sijainnit yllä olevassa kaavassa aritmeettisen säännön mukaan aallonpituuden laskemiseksi. Jos kerrotaan kaavan molemmat puolet aallonpituudella ja jaetaan sitten molemmat puolet energialla, saadaan. Jos tiedät jo fotonienergian, voit laskea aallonpituuden tällä kaavalla.
   • Yllä olevaa kaavaa voidaan käyttää myös metallien ionisoimiseksi tarvittavan valon maksimiaallonpituuden laskemiseen. Tarvitsemme vain metallin ionisoivan energian potentiaalin ja laskemme aallonpituuden kaavan.

3. 

   Korvaa tunnetut muuttujat kaavaan. Kun olemme muokanneet kaavaa, voimme ratkaista aallonpituuden laskemisen ongelman korvaamalla kaavan energian arvon. Koska muut kaksi muuttujaa ovat vakioita, niiden arvot pysyvät vakioina. Tämän ongelman ratkaisemiseksi kerrotaan kaksi vakiota yhdessä ja jaetaan sitten tulos energialla.
   • Esimerkki: Etsi fotonin aallonpituus, jonka energia on 2,88 x 10 J.
     • 
       =
       
       .
     • Muunna nanometreiksi kertomalla yllä oleva tulos 10. Aallonpituus tässä esimerkissä nanometreinä on 690 nm.
   mainos

Osa 3/3: Oikoluku

1. 

   Tarkista tulokset uudelleen laskemisen jälkeen kertomalla aallonpituus taajuudella. Kun aallonpituus kerrotaan tuloksena olevalla taajuudella, joka on sama kuin tunnettu etenemisnopeus, laskettu aallonpituus on oikea. Jos aallonpituuksien kertominen taajuudella antaa erilaisia ​​tuloksia, tarkista laskentavaiheet. Kun käytät laskinta, tarkista, että annoit arvot oikein.
   • Esimerkki: Laske 70 Hz: n ääniaallon aallonpituus, joka kulkee nopeudella 343 metriä sekunnissa.
     • Noudattamalla yllä olevia ohjeita sinun pitäisi saada tulos 4,9 metriä.
     • Kaksinkertainen tarkistuslaskenta laskemalla 4,9 metriä x 70 Hz = 343 metriä sekunnissa. Tämä on myös ongelman aaltojen etenemisnopeus, joten 4,9 metrin vastaus on oikea.

2. 

   Käytä eksponentiaalisia merkintöjä rajoittaaksesi pyöristysvirhettä. Aallonpituusongelmaan liittyy usein suurten numeroiden, erityisesti valon nopeuden, käsittely. Tällaiset suuret luvut voivat aiheuttaa tulostesi vääristymisen pyöristettäessä. Pyöristysvirheet voidaan välttää käyttämällä eksponentointia.
   • Esimerkki: Valo kulkee veden läpi nopeudella 225 000 000 metriä sekunnissa. Kun tiedetään, että valoaallon taajuus on 4 x 10 Hz, mikä on aallonpituus?
     • Etenemisnopeus kirjoitetaan tehoihin 2, 25 x 10. Taajuus on kirjoitettu tehovoimiin oikein.
     • 
       
       
       .

3. 

   Kun aalto kulkee toiseen väliaineeseen, sen taajuus pysyy vakiona. Ongelmat, joissa aallot etenevät väliaineesta toiseen, ovat melko yleisiä. Yleinen virhe tämän tyyppisissä ongelmissa on yrittää laskea uusi taajuus. Itse asiassa aaltojen taajuus ei muutu ylittäessään kahden väliaineen rajaa, muuttuu vain etenemisnopeus ja aallonpituus.
   • Esimerkki: Valoaallolla on taajuus f, leviämisen nopeus vja aallonpituus etenee ilmasta toiseen väliaineeseen, jonka taitekerroin on 1,5. Kuinka yllä olevat kolme arvoa muuttuvat?
     • Etenemisnopeus uudessa ympäristössä on sama.
     • Taajuus ei muutu ja pysyy muuttumattomana f.
     • Aallonpituus uudessa väliaineessa on.
   mainos