Длина, скорость и частота электромагнитной волны
Онлайн калькулятор перевода длины волны в частоту для широкого диапазона частот, включая радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение,
видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгенов- ские и гамма лучи
Электромагнитные колебания - это взаимосвязанные колебания электрического и магнитного полей, проявляющиеся в периодическом изменении
напряжённости (E) и индукции (B) поля в электроцепи или пространстве. Эти поля перпендикулярны друг другу в направлении движения волны
(Рис.1) и, в зависимости от частоты, представляют собой: радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое
излучение, рентгеновские либо гамма-лучи.
Рис.1 Распространение электромагнитной волны в пространстве
Длина волны, обозначаемая буквой λ и измеряемая в метрах -
это расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками в пространстве, в которых колебания происходят в одинаковой фазе.
Другими словами, это расстояние, на котором фаза электромагнитной волны вдоль направления распространения меняется на 2π.
Время, за которое волна успевает преодолеть это расстояние (λ), т. е. интервал времени, за который периодический колебательный процесс
повторяется, называется периодом колебаний, обозначается буквой ፐ (тау) или Т и измеряется в метрах.
Частота электромагнитных колебаний связана с периодом соотношением:
f (Гц) = 1 / T (сек).
Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме (v) равна скорости
света и составляет величину:
v = С = 299792458 м/сек.
В среде эта скорость уменьшается до: v = С / n, где
n > 1 - это показатель преломления среды.
Абсолютный показатель преломления любого газа (в том числе воздуха) при обычных условиях мало чем отличается от единицы, поэтому
с достаточной точностью его можно не учитывать в условиях распространения электромагнитных волн в воздушном пространстве.
Соотношение, связывающее длину волны со скоростью распространения в общем случае, выглядит следующим образом:
λ (м) = v (м/сек) *Т (сек) = v (м/сек) / f (Гц).
И окончательно для воздушной среды:
λ (м) = 299792458 *Т (сек) = 299792458 / f (Гц).
Прежде чем перейти к калькуляторам, давайте рассмотрим шкалу частот и длин волн непрерывного диапазона электромагнитных волн,
которая традиционно разбита на ряд поддиапазонов. Соседние диапазоны могут немного перекрываться.
| Диапазон |
Полоса частот |
Длина волны |
|
| Сверхдлинные радиоволны |
3...30 кГц |
100000...10000 м |
|
| Длинные радиоволны |
30...300 кГц |
10000...1000 м |
|
| Средние радиоволны |
300...3000 кГц |
1000...100 м |
|
| Короткие радиоволны |
3...30 МГц |
100...10 м |
|
| Метровый радиодиапазон |
30...300 МГц |
10...1 м |
|
| Дециметровый радиодиапазон |
300...3000 МГц |
1...0,1 м |
|
| Сантиметровый СВЧ диапазон |
3...30 ГГц |
10...1 см |
|
| Микроволновый СВЧ диапазон |
30...300 ГГц |
1...0,1 см |
|
| Инфракрасное излучение |
0,3...405 ТГц |
1000...0,74 мкм |
|
| Красный цвет |
405...480 ТГц |
740...625 нм |
|
| Оранжевый цвет |
480...510 ТГц |
625...590 нм |
|
| Жёлтый цвет |
510...530 ТГц |
590...565 нм |
|
| Зелёный цвет |
530...600 ТГц |
565...500 нм |
|
| Голубой цвет |
600...620 ТГц |
500...485 нм |
|
| Синий цвет |
620...680 ТГц |
485...440 нм |
|
| > Фиолетовый цвет |
680...790 ТГц |
440...380 нм |
|
| Ультрафиолетовое излучение |
480...30000 ТГц |
400...10 нм |
|
| Рентгеновское излучение |
30000...3000000 ТГц |
10...0,1 нм |
|
| Гамма излучение |
3000000...30000000 ТГц |
0,1...0,01 нм |
А теперь можно переходить к онлайн расчётам:
Калькулятор расчёта длины волны по частоте
Калькулятор расчёта частоты по длине волны
В радиочастотной практике имеет распространение величина Kp, называемая коэффициентом укорочения. Однако здесь
существует некоторая путаница. Одни источники интерпретируют эту величину, как отношение длины волны в среде к длине волны в вакууме,
т. е. численно равной Kp = 1/n, где n - это, как мы помним, показатель преломления среды.
Другие, наоборот - как отношение длины волны в вакууме к длине волны в среде, т. е. Kp = n.
Поэтому надо иметь в виду - если Kp > 1, то значение показателя преломления среды, которое следует подставлять в калькулятор n = Kp, а
если Kp < 1, то n = 1/Kp.
|
