Wiemy, że zarówno elektryczne, jak i magnetyczny pola przemieszczają się w postaci fal, a zakłócenia tych pól nazywane są światłem. Na przykład, kiedy wrzucisz kamień do basenu, możemy zauważyć fale w okrągłej formie, które przemieszczają się na zewnątrz od kamienia. Podobnie jak w przypadku tych fal, każde tętnienie światła ma sekwencję wysokich punktów, które są znane jako grzbiety, wszędzie tam, gdzie pole elektryczne jest maksymalne, a sekwencja niskich punktów jest znana jako doliny, wszędzie tam, gdzie pole elektryczne jest najniższe. Odległość między dwoma grzbietami fal nazywana jest długością fali i dla dolin również będzie taka sama. Liczba tętnień, które przepływają przez określony punkt w ciągu 1 sekundy, nazywana jest częstotliwością i jest obliczana w cyklach na sekundę, czyli Hz (Hz). W tym artykule omówiono związek między długością fali a częstotliwością.
Związek między długością fali a częstotliwością
Zależność między długością fali a częstotliwością dotyczy głównie tego, czym jest częstotliwość, jaka jest długość fali i jaki jest jej związek.
Co to jest częstotliwość?
Częstotliwość można zdefiniować jako liczbę oscylacji tętnienia dla każdej jednostki czasu obliczanej w Hz (hercach). Zakres częstotliwości słyszanych przez ludzi waha się od 20 Hz do 20000 Hz. Jeśli częstotliwość dźwięku jest powyżej zakresu ludzkiego ucha, jest to określane jako ultradźwięki. Podobnie, jeśli częstotliwość dźwięku jest mniejsza niż zasięg ludzkiego ucha, wówczas nazywa się to infradźwiękami.
Równanie częstotliwości (f) to = 1 / T
Gdzie
f = częstotliwość
T = okres czasu
Co to jest długość fali?
Długość fali (odległość / długość) można zdefiniować jako odległość między dwoma bliskimi punktami w fazie między sobą. Dlatego dwa sąsiednie piki, w przeciwnym razie dołki na tętnieniu, są oddzielone na odległość jednej długości fali. Długość fali można opisać za pomocą symbolu „λ” lambda.
długość fali
Długość fali to odległość między dwoma grzbietami lub dwoma dolinami fali. Punkt szczytowy fali to wierzchołek, a najniższy punkt przebiegu to dolina. Jednostkami długości fali są metry, cms, mms, nms itd.
Równanie długości fali (λ) to = λ = v / f
Gdzie
V = prędkość lub prędkość fazy
f = częstotliwość
W jaki sposób długość fali i częstotliwość są ze sobą powiązane?
Podróżowanie elektromagnetyczny lub fale EM mogą być wykonywane z prędkością 299 792 km / sek. To jedna z ważnych cech. Dostępnych jest wiele rodzajów fal, które zmieniają się w zależności od częstotliwości i długości fali. Prędkość światła można zdefiniować jako częstość fali elektromagnetycznej pomnożona przez jej długość.
Prędkość światła = długość fali * częstotliwość oscylacji
Powyższe równanie służy do określenia częstotliwości lub długości fali fali elektromagnetycznej poprzez podzielenie pomiaru przez prędkość światła, aby uzyskać inny pomiar.
Związek między częstotliwością a długością fali
Zależność między długością fali a częstotliwością światła może istnieć, gdy fala o wysokiej częstotliwości porusza się po linie szybciej niż wcześniej. Na pewnym etapie możemy zaobserwować, że długość fali staje się krótsza. Dlatego musimy dokładnie wiedzieć, na czym polega ten związek.
zależność-między-długością-fali-a-częstotliwością
Inną wielkością jest okres czasu, który można wykorzystać do zilustrowania sygnału. Można również określić, kiedy jest potrzebny czas na zakończenie oscylacji. Ponieważ częstotliwość decyduje o tym, ile razy fala oscyluje i można ją wyrazić jako:
Częstotliwość = 1 / T okres czasu lub f = 1 / T
Każda pozycja na sygnale osiąga tę samą szybkość po jednym okresie, ponieważ sygnał przechodzi jedną oscylację na jednym etapie. Dzieje się tak, gdy podczas każdej sesji wynik oscylacji przechodzi przez pewną długość fali w jednej fazie, aby się zamknąć.
Prędkość fali (v) można opisać jako przestrzeń pokonaną przez falę w każdej jednostce czasu. Jeśli uważa się, że sygnał przemieszcza się na odległość jednej długości fali w jednym okresie,
V = λ / T
Dlatego wiemy, że T = 1 / f, więc powyższe równanie można wyrazić jako,
V = f λ
Prędkość fali jest równoważna iloczynowi jej długości fali i częstotliwości, co implikuje związek między tymi dwoma.
Zależność między prowadzoną długością fali a częstotliwością odcięcia
Zależność długości fali i częstotliwości odcięcia omówiono poniżej.
Długość fali przewodnika
Prowadzoną długość fali można zdefiniować jako przestrzeń pomiędzy dwoma równoważnymi płaszczyznami fazowymi z falowodem. Ta długość fali jest funkcją używaną do operowania częstotliwością, jak również długością fali dolnego odcięcia. Równanie długości fali przewodnika pokazano poniżej.
λguide = λfreespace / √ ((1- λfreespace) / λcutoff) 2
λguide = c / f x1 / √1- (c / 2af) 2
Jest to używane głównie podczas projektowania rozproszonych formacji w falowodzie. Na przykład, jeśli projektujemy przełącznik diodowy, taki jak Dioda PIN używając dwóch diod bocznikowych z odstępami 3/4 długości fali oddzielnie, wykorzystaj długość fali przewodnika (3/4) w swoim projekcie. W falowodzie prowadzona długość fali jest dłuższa, porównując ją w wolnej przestrzeni.
Częstotliwości odcięcia
Istnieją różne typy trybów transmisji, które obsługują falowód. Ale normalny tryb transmisji w prostokątnym falowodzie jest znany jako TE10. Górna długość fali odcięcia lub dolna częstotliwość odcięcia używana w tym trybie jest niezwykle prosta. Górna częstotliwość odcięcia jest dokładnie o jedną oktawę powyżej dolnej.
λ górne odcięcie = 2 x a
fadolna granica= c / 2a (GHz)
a = szeroki wymiar ściany
c = prędkość światła
Typowe granice działania stosowane dla falowodów prostokątnych mieszczą się w zakresie od 125% do 189% dolnej częstotliwości odcięcia. Dlatego częstotliwość odcięcia WR90 wynosi 6,557 GHz, a zwykłe pasmo pracy będzie się wahać od 8,2 GHz do 12,4 GHz. Praca prowadnicy zatrzyma się przy dolnej częstotliwości granicznej.
Związek między prędkością fali dźwiękowej a częstotliwością
Fala dźwiękowa porusza się z określoną prędkością, a także ma właściwości, takie jak długość fali, a także częstotliwość. Szybkość dźwięku można zaobserwować na pokazie sztucznych ogni. Blask podmuchu jest dobrze obserwowany, gdy jego dźwięk jest wyraźnie słyszalny, a fale dźwiękowe przemieszczają się ze stałą prędkością, która jest znacznie wolniejsza w porównaniu ze światłem.
Częstotliwość dźwięku można bezpośrednio zauważyć, co jest znane jako wysokość. Długość fali dźwięku nie jest bezpośrednio wykrywana, jednak pośrednie dowody znajdują się w powiązaniu wielkości instrumentu muzycznego z wysokością dźwięku.
Zależność między szybkością długości fali dźwięku a częstotliwością jest taka sama dla wszystkich fal
Vw = fλ
Gdzie „Vw” to prędkość dźwięku.
„F” to częstotliwość
„Λ” to długość fali.
Gdy fala dźwiękowa zacznie przemieszczać się z jednego ośrodka do drugiego, można zmienić prędkość dźwięku. Ale zwykle częstotliwość pozostaje bardzo podobna, ponieważ jest podobna do napędzanej oscylacji. Jeśli „Vw” ulegnie zmianie i częstotliwość pozostanie taka sama, po tym długość fali musi być zmienione. Im wyższa prędkość dźwięku, tym większa długość fali dla określonej częstotliwości.
