Mối quan hệ giữa bước sóng và tần số là gì

Chúng tôi biết rằng cả điện cũng như từ tính trường truyền đi dưới dạng sóng và sự gián đoạn của các trường này được gọi là ánh sáng. Ví dụ, khi bạn ném một viên đá vào một hồ bơi, chúng ta có thể nhận thấy sóng ở dạng tròn chuyển động ra khỏi viên đá. Tương tự như các sóng này, mọi gợn sóng ánh sáng có một chuỗi các điểm cao được gọi là đỉnh, bất kỳ nơi nào điện trường cực đại, và một chuỗi các điểm thấp được gọi là đáy, bất kỳ nơi nào điện trường thấp nhất. Khoảng cách giữa hai đỉnh sóng được gọi là bước sóng và đối với các đáy sóng cũng vậy. Số lượng gợn sóng chảy qua một điểm xác định trong vòng 1 giây được gọi là tần số và nó được tính theo chu kỳ / giây được gọi là HZ (Hertz). Bài báo này thảo luận về mối quan hệ giữa bước sóng và tần số.

Mối quan hệ giữa bước sóng và tần số

Mối quan hệ giữa bước sóng và tần số chủ yếu thảo luận về tần số là gì, bước sóng là gì và mối quan hệ của nó.

Tần số là gì?

Tần số có thể được định nghĩa là số lượng dao động gợn sóng trong mỗi đơn vị thời gian được tính bằng Hz (hertz). Dải tần số mà con người nghe được từ 20 Hz đến 20000 Hz. Nếu tần số âm thanh nằm trên phạm vi của tai người thì nó được gọi là siêu âm. Tương tự, nếu tần số âm thanh nhỏ hơn phạm vi của tai người thì nó được gọi là sóng hạ âm.

Phương trình tần số (f) là = 1 / T

Ở đâu

f = Tần số

T = Khoảng thời gian

Bước sóng là gì?

Bước sóng (khoảng cách / chiều dài) có thể được định nghĩa là khoảng cách giữa hai điểm gần cùng pha với nhau. Do đó, hai đỉnh kề nhau, nếu không thì là đáy trên một gợn sóng được phân tách bằng một khoảng cách bằng một bước sóng. Bước sóng của sóng có thể được mô tả bằng ký hiệu ‘λ’ lambda.

bước sóng

Bước sóng là khoảng cách giữa hai đỉnh hoặc hai đáy trong một sóng. Điểm đỉnh của sóng là đỉnh trong khi điểm thấp nhất của dạng sóng là đáy. Các đơn vị của bước sóng là mét, cms, mms, nms, v.v.

Phương trình bước sóng (λ) là = λ = v / f

Ở đâu

V = Tốc độ pha hoặc vận tốc

f = Tần số

Bước sóng & Tần số có liên quan như thế nào?

Du lịch của điện từ hoặc sóng EM có thể được thực hiện với tốc độ 299,792 km / giây. Đây là một trong những đặc điểm quan trọng. Có rất nhiều loại sóng có sẵn thay đổi theo tần số cũng như bước sóng. Tốc độ ánh sáng có thể được định nghĩa là tần số của sóng EM nhân với bước sóng của nó.

Tốc độ ánh sáng = Bước sóng * tần số dao động

Phương trình trên được sử dụng để khám phá tần số hoặc bước sóng của sóng EM bằng cách chia phép đo với tốc độ ánh sáng để có một phép đo khác.

Mối quan hệ giữa tần số và bước sóng

Mối quan hệ giữa bước sóng và tần số ánh sáng có thể tồn tại khi một sóng cao tần truyền nhanh hơn trước đó trên một sợi dây. Tại một số giai đoạn trong quá trình này, chúng ta có thể quan sát thấy bước sóng biến thành ngắn hơn. Vì vậy, chúng ta phải biết chính xác là mối quan hệ này.

mối quan hệ giữa bước sóng và tần số

Một đại lượng khác là khoảng thời gian có thể được sử dụng để minh họa một tín hiệu. Nó cũng có thể được xác định khi thời gian được thực hiện để hoàn thành một dao động. Vì tần số quyết định số lần sóng dao động và nó có thể được biểu thị bằng,

Tần số = 1 / T khoảng thời gian hoặc f = 1 / T

Mỗi vị trí trên tín hiệu đạt đến cùng một tốc độ sau một chu kỳ, khi một tín hiệu trải qua một dao động trong suốt một giai đoạn. Điều này xảy ra khi mọi kết quả phiên của dao động đi qua một khoảng cách bước sóng trong một pha để đóng lại.

Tốc độ của sóng (v) có thể được mô tả như là không gian truyền qua một làn sóng trong mỗi đơn vị thời gian. Nếu tin rằng tín hiệu truyền đi một khoảng cách bước sóng trong một khoảng thời gian,

V = λ / T

Do đó chúng ta biết rằng T = 1 / f, do đó, phương trình trên có thể được biểu diễn dưới dạng,

V = f λ

Tốc độ của sóng tương đương với tích của bước sóng và tần số của nó, điều này ngụ ý sự liên kết giữa hai thứ này.

Mối quan hệ giữa bước sóng có hướng dẫn và tần số ngắt

Bước sóng hướng dẫn mối quan hệ và tần số cắt được thảo luận dưới đây.

Hướng dẫn bước sóng

Bước sóng được hướng dẫn có thể được định nghĩa là không gian giữa hai mặt phẳng pha tương đương với ống dẫn sóng. Bước sóng này là một hàm được sử dụng để hoạt động tần số cũng như bước sóng cắt thấp. Phương trình bước sóng hướng dẫn được hiển thị bên dưới.

λguide = λfreespace / √ ((1- λfreespace) / λcutoff) 2

λguide = c / f x1 / √1- (c / 2af) 2

Điều này chủ yếu được sử dụng trong khi thiết kế các hình thành phân tán trong ống dẫn sóng. Ví dụ, nếu chúng ta đang thiết kế một công tắc diode như Diode mã PIN sử dụng hai điốt shunt với 3/4 không gian bước sóng riêng biệt, sử dụng bước sóng hướng dẫn (3/4) trong thiết kế của bạn. Trong ống dẫn sóng, bước sóng được dẫn hướng dài hơn so với bước sóng trong không gian tự do.

Tần suất cắt

Có nhiều loại chế độ truyền khác nhau hỗ trợ ống dẫn sóng. Nhưng chế độ truyền bình thường trong ống dẫn sóng hình chữ nhật được gọi là TE10. Bước sóng ngưỡng trên hoặc tần số cắt dưới được sử dụng cho chế độ này cực kỳ đơn giản. Tần số giới hạn trên chính xác là một quãng tám so với tần số thấp hơn.

λ ngưỡng trên = 2 x a

f_{giới hạn thấp hơn}= c / 2a (GHz)

a = kích thước tường rộng

c = tốc độ ánh sáng

Các giới hạn hoạt động thông thường được sử dụng cho ống dẫn sóng hình chữ nhật nằm trong khoảng từ 125% đến 189% của tần số cắt thấp hơn. Do đó tần số cắt của WR90 là 6,557 GHz & băng tần hoạt động thông thường sẽ nằm trong khoảng 8,2 GHz đến 12,4 GHz. Hoạt động của thanh dẫn sẽ dừng lại ở tần số cắt thấp hơn.

Mối quan hệ giữa tốc độ bước sóng âm thanh và tần số

Một sóng âm thanh truyền đi với một tốc độ cụ thể và nó cũng có các đặc tính như bước sóng cũng như tần số. Tốc độ âm thanh có thể được quan sát trong một màn bắn pháo hoa. Ngọn lửa của một vụ nổ được quan sát tốt khi âm thanh của nó được nghe rõ ràng, sóng âm thanh truyền đi với tốc độ cố định chậm hơn nhiều so với ánh sáng.

Tần số âm thanh có thể trực tiếp mà chúng ta có thể nhận thấy được gọi là cao độ. Bước sóng âm thanh không được phát hiện trực tiếp, tuy nhiên, bằng chứng gián tiếp được tìm thấy trong mối liên hệ giữa kích thước nhạc cụ với cao độ.

Mối quan hệ giữa tốc độ của bước sóng và tần số âm thanh là như nhau đối với mọi sóng

Vw = fλ

Trong đó ‘Vw’ là tốc độ âm thanh.

‘F’ là tần số

‘Λ’ là bước sóng.

Khi sóng âm bắt đầu truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tốc độ âm thanh có thể thay đổi. Nhưng, thông thường, tần số vẫn rất giống nhau vì nó tương tự như một dao động điều khiển. Nếu ‘Vw’ thay đổi và tần suất vẫn giữ nguyên, sau đó bước sóng phải được thay đổi. Khi tốc độ âm thanh càng lớn thì bước sóng của nó càng cao đối với một tần số xác định.