Довжина хвилі – це відстань між двома послідовними піками (гребенями) або западинами. Найвище положення хвилі називається піком. Найнижче положення хвилі називається западиною.
Цикл хвилі – це повне коливання, наприклад, крива між двома піками або двома западинами. Максимальна відстань хвилі від рівноважного положення називається амплітудою.
На малюнку показані основні параметри хвилі, використовувані у фізиці:
Визначення і формула довжини хвиль
Хвиля – це збурення, що поширюється від точки, в якій воно виникло, в навколишнє середовище. Таке збурення переносить енергію без чистого перенесення речовини.
Грецька буква “λ” (лямбда) у фізиці використовується для позначення довжини в рівняннях. Вона обернено пропорційна частоті хвилі.
Період Т – це час завершення повного коливання, одиниця виміру секунди (с).
Довга хвиля відповідає низькій частоті, а коротка – високій. Довжина вимірюється в метрах. Кількість хвиль, що випромінюються в кожну секунду, називається частотою і обернено пропорційно періоду.
У різних довжин різна швидкість поширення. Наприклад, швидкість світла у воді дорівнює 3/4 від швидкості у вакуумі.
Просторовий період хвилі – це відстань, яку точка з постійною фазою “пролітає” за інтервал часу, що відповідає періоду коливань.
- При одному повному коливанні в секунду f = 1 Гц;
- при 1000 коливань в секунду f = 1 кілогерц (кГц);
- 1 млн.коливань в секунду f = 1 мегагерц (1 МГц).
Знаючи, що швидкість світла у вакуумі = 300 000 км/с, або 300 000 000 м/с, то для перекладу довжини хвилі в частоту потрібно 3 * 108 м/с поділити на довжину в метрах.
Одиниці вимірювання довжини хвилі λ – нанометри і ангстреми, де нанометр є мільярдною частиною метра (1 м = 109 нм) і ангстрем є десятимільярдною частиною метра (1 м = 1010А), тобто нанометр еквівалентний 10 ангстремам (1 нм = 10 а).
Світло, що надходить від Сонця, є електромагнітним випромінюванням, яке рухається зі швидкістю 300 000 км/с, але довжина не однакова для будь-якого фотона, а коливається між 400 нм і 700 нм. Довжина світлової хвилі впливає на колір.
Біле світло розкладається на спектр різних кольорових смуг, кожна з яких визначається своєю довжиною хвилі. Таким чином, світлом з найменшою довжиною є фіолетове, яке становить близько 400 нм, а світло з найбільшою довжиною – червоне, яке становить близько 700 нм.
Таблиця показує довжину хвилі в залежності від кольору:
Випромінювання з довжиною менше фіолетового називаються ультрафіолетовим випромінюванням, рентгенівським і гамма-променями в порядку зменшення. Випромінювання більше червоного називаються інфрачервоними, мікрохвилями і радіохвилями, в порядку зростання.
