Ik wil alles weten

Golflengte

Pin
Send
Share
Send


Golflengte van een sinusgolf.

In de natuurkunde golflengte is de afstand tussen zich herhalende eenheden van een zich voortplantende golf met een gegeven frequentie. Het wordt gewoonlijk aangeduid met de Griekse letter lambda (Λ). Voorbeelden van golfachtige fenomenen zijn licht, watergolven en geluidsgolven.

De eigenschappen van een golf variëren met het type golf. In een geluidsgolf oscilleert bijvoorbeeld de luchtdruk, maar in het geval van licht en andere vormen van elektromagnetische straling is er variatie in de sterkte van de elektrische en magnetische velden.

De golflengte (en frequentie) van zichtbaar licht varieert met de kleur van het licht. De golflengte van dieprood is bijvoorbeeld ongeveer 700 nanometer (nm), die van violet is ongeveer 400 nm.1 De golflengtes van geluidsfrequenties die hoorbaar zijn voor het menselijk oor (20 Hz - 20 kHz) liggen tussen ongeveer 17 meter (m) en 17 millimeter (mm). De golflengtes van hoorbare geluidsgolven zijn dus veel langer dan die van zichtbaar licht.

Relatie met frequentie

De golflengte van een golf (of golfvormig fenomeen) is gerelateerd aan de frequentie door de formule: golflengte = golfsnelheid / frequentie. Aldus is de golflengte van een golf omgekeerd evenredig met de frequentie van de golf. Golven met hogere frequenties hebben kortere golflengten; die met lagere frequenties hebben langere golflengten, ervan uitgaande dat de snelheid van de golf hetzelfde is.

In symbolen kan de vergelijking voor golflengte worden geschreven als:

waar λ vertegenwoordigt de golflengte, v is de voortplantingssnelheid van de golf, en f is zijn frequentie.

In het geval van elektromagnetische straling, zoals licht, in een vacuüm, is de snelheid van de golf de snelheid van het licht, 299.792.458 meter per seconde (m / s) of ongeveer 3x108 Mevrouw. Voor geluidsgolven in lucht is dit de geluidssnelheid, 345 m / s (1238 km / h) in lucht bij kamertemperatuur en atmosferische druk. Gewoonlijk worden SI-eenheden gebruikt, waarbij de golflengte wordt uitgedrukt in meters, de frequentie in Hertz (Hz) en de voortplantingssnelheid in m / s.

De golflengte voor een 100 MHz elektromagnetische (radio) golf is bijvoorbeeld ongeveer: λ = 3×108 m / s gedeeld door 100 × 106 Hz = 3 meter. Elektronische ingenieurs gebruiken vaak een snelkoppelingformule: golflengte λ in meters = 300 Megameters (Mm) / s gedeeld door de frequentie in MHz, om te voorkomen dat de (vele) nulcijfers in de decimale of wetenschappelijke notaties worden geteld.

Opgemerkt moet worden dat voor veel golfverschijnselen golflengte niet de afstand is die deeltjes gedurende een periode afleggen. In akoestiek en watergolven bijvoorbeeld, zijn de deeltjesverplaatsingen gedurende een periode slechts een klein deel van de golflengte, afgezien van extreme omstandigheden zoals brekende golven en schokgolven.

Er moet ook worden opgemerkt dat frequentie en golflengte onafhankelijk kunnen veranderen, maar alleen wanneer de snelheid van de golf verandert. Wanneer licht bijvoorbeeld een ander medium binnenkomt, veranderen zijn snelheid en golflengte terwijl zijn frequentie niet.

In niet-vacuümmedia

De snelheid van het licht in de meeste media is lager dan in vacuüm, wat betekent dat dezelfde frequentie overeenkomt met een kortere golflengte in het medium dan in vacuüm. De golflengte in het medium is

waar n is de brekingsindex van het medium. Golflengten van elektromagnetische straling worden meestal geciteerd in termen van de vacuümgolflengte, tenzij specifiek aangegeven als de "golflengte in het medium". In akoestiek, waar een medium essentieel is voor de golven om te bestaan, is de term golflengte altijd de golflengte in het medium. Dan hangt de brekingsindex af van de gemiddelde eigenschappen van het medium, bijvoorbeeld de gemiddelde druk of veranderingen in de materiaalsamenstelling.

De Broglie golflengte van deeltjes

Louis de Broglie beweerde dat alle deeltjes met een impuls een golflengte hebben

waar h is de constante van Planck, en p is het momentum van het deeltje. Deze hypothese lag aan de basis van de kwantummechanica. Tegenwoordig wordt deze golflengte de de Broglie-golflengte genoemd. De elektronen in een CRT-display hebben bijvoorbeeld een De Broglie-golflengte van ongeveer 10-13 m.

Zie ook

  • Amplitude
  • Elektromagnetisch spectrum
  • Frequentie
  • Licht
  • Geluid
  • Golf

Notes

  1. ↑ Qua frequentie is het bereik 430-750 Terahertz (THz).

Referenties

  • French, A.P. 1971. Trillingen en golven. De M.I.T. Inleidende fysica-serie. New York: Norton. ISBN 0393099245
  • Pain, H.J. 2005. De fysica van trillingen en golven. Chichester: John Wiley. ISBN 978-0470012963
  • Reitz, John R., Frederick J. Milford en Robert W. Christy. 1992. Fundamenten van elektromagnetische theorie. Reading, MA: Addison-Wesley Pub. Co. ISBN 0201526247
  • Serway, Raymond A. en John W. Jewett. 2004. Natuurkunde voor wetenschappers en ingenieurs, 6e ed. Belmont, CA: Brooks / Cole. ISBN 0534408427
  • Tipler, Paul Allen en Gene Mosca. 2004. Natuurkunde voor wetenschappers en ingenieurs, 5e ed. New York: W.H. Freeman. ISBN 0716743892
  • Wilson, Jerry D. en Anthony J. Buffa. 2003. College Physics. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 0130676446

Externe links

Alle links zijn opgehaald op 10 augustus 2013.

  • Akoestische golven of geluidsgolven in de lucht (golflengte - frequentieomzetting.)
  • Welkom bij Sounds Amazing (leermiddel.)
  • Het zichtbare spectrum in sRGB

Pin
Send
Share
Send