Связь скорости, длины волны и частоты
Связь скорости распространения волны, длины волны и частоты выражается формулой \(v=\lambda\nu\): за время одного периода волна проходит расстояние, равное длине волны.
Скорость распространения волны показывает, с какой скоростью распространяется возмущение в среде. Длина волны \(\lambda\) — расстояние между ближайшими точками, колеблющимися одинаково, например между соседними гребнями. Частота \(\nu\) — число колебаний источника за одну секунду; период \(T\) — время одного колебания. Все эти величины описывают механическую волну, если речь идёт о распространении колебаний в упругой среде.
Основная формула
Из основной формулы можно найти любую величину: \(\lambda=\frac{v}{\nu}\), \(\nu=\frac{v}{\lambda}\) или \(T=\frac{\lambda}{v}\). Важно использовать согласованные единицы: длину выражать в метрах, частоту — в герцах, период — в секундах.
Длина волны звука равна \(0{,}68\) м, а частота — \(500\) Гц. Тогда скорость распространения звука \(v=\lambda\nu=0{,}68\cdot500=340\) м/с.
Частота \(\nu\) характеризует, как часто колеблется источник, а скорость \(v\) — как быстро распространяется волна. При переходе волны в другую среду частота обычно сохраняется, а скорость и длина волны изменяются.
Как изменится длина волны, если скорость распространения неизменна, а частота увеличится в 2 раза?
Главное
- Основная связь: \(v=\lambda\nu=\frac{\lambda}{T}\).
- Скорость равна расстоянию, пройденному волной за один период.
- При постоянной скорости длина волны и частота обратно пропорциональны.