Nyckelkoncept:
* Frekvens (F): Antalet vågcykler som passerar en fast punkt på en sekund. Mätt i Hertz (Hz).
* våglängd (λ): Avståndet mellan två på varandra följande vapen eller tråg av en våg. Mätt i meter (m).
* våghastighet (V): Hastigheten med vilken vågen sprider sig genom ett medium. Mätt i meter per sekund (m/s).
* Energi (e): Mängden energi som en våg bär. Mätt i Joules (J).
* Plancks konstant (H): En grundläggande konstant i fysiken, cirka 6,63 x 10^-34 j · s.
Förhållandet mellan frekvens, våglängd och hastighet:
Det grundläggande förhållandet är:
* v =fλ
Det här betyder:
* Frekvens är omvänt proportionell mot våglängden: Om frekvensen ökar minskar våglängden och vice versa, förutsatt att våghastigheten förblir konstant.
* Våghastighet är konstant för ett givet medium: Hastigheten på en våg beror på det medium som det reser igenom. Till exempel reser ljud snabbare i fasta ämnen än i gaser.
Bestämma frekvens:
1. Direkt mätning: Om du kan observera vågen direkt kan du räkna antalet cykler som passerar en fast punkt på en sekund. Detta ger dig frekvensen i Hertz (HZ).
2. Använd våglängd och våghastighet: Om du känner till våglängden (λ) och våghastigheten (v) kan du beräkna frekvensen (f) med ekvationen:
f =v / λ
Bestämma energi:
1. för elektromagnetiska vågor (ljus):
* En energi från en foton (ett paket med ljusenergi) är direkt proportionell mot dess frekvens.
* e =hf
* Var:
* E är fotonens energi (j)
* h är Plancks konstant (6,63 x 10^-34 j · s)
* f är ljusets frekvens (Hz)
2. för andra vågor (ljud, vattenvågor):
* Medan ljud- och vattenvågor också bär energi, är deras energi inte direkt relaterad till deras frekvens på samma sätt som elektromagnetiska vågor. Energin i dessa vågor beror på faktorer som vågamplitud (höjd) och mediets densitet.
Exempel:
* Ljus: En ljusvåg med en frekvens av 5 x 10^14 Hz har en energi av:
* E =(6,63 x 10^-34 j · s) * (5 x 10^14 Hz) =3,315 x 10^-19 j
* ljud: En ljudvåg med en frekvens på 440 Hz är en mellersta anteckning. Emellertid beror dess energi på vågens amplitud (hur högt den är).
Nyckelpunkter:
* Förhållandet mellan frekvens och energi är grundläggande i fysiken, särskilt i studien av elektromagnetisk strålning.
* Ju högre frekvensen för en elektromagnetisk våg, desto mer energi bär den.
* Energin från andra typer av vågor är ofta mer komplex och kanske inte är direkt proportionell mot frekvens.
