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波長

(物理學名詞)

鎖定
波長(wavelength),是指在一個振動週期內傳播的距離。也就是沿着波的傳播方向,相鄰兩個振動位相相差2π的點之間的距離。波長λ等於波速u和週期T乘積,即λ=uT。同一頻率的波在不同介質中以不同速度傳播,所以波長也不同。 [1] 
中文名
波長
外文名
wavelength
計算公式
λ=uT
單    位

波長波長對波性質的度量

波長(或可換算成頻率)是波的一個重要特徵指標,是波的性質的量度。例如:機械波可以從它的波長來量度,可聽聲波長從17mm到17m不等,相應的頻率約為20000Hz到20Hz(頻率與波長成反比,所以頻率較高的在前面);電磁波也可以由它的波長來量度,人眼的可見光從深紅色的750nm波長,400THz頻率,到紫色的400nm波長,750THz頻率。
圖1 圖1
如圖1所示為電磁波各類波長:
在討論彈性波的傳播時,會假設媒質是連續的,因為當波長遠大於媒質分子之間的距離時,媒質中一波長的距離內,有無數個分子在陸續振動,宏觀上看來,媒質就像是連續的; 但如果波源的頻率極高,波長極小,當波長小到等於或小於分子間距離的數量級時,相距約為一波長的兩個分子之間,不再存在其他分子,不能再認為媒質是連續的,也不能傳播彈性波了。高度真空中分子間的距離極大,不能傳播機械波就是這個原因。 [2] 

波長橫波與縱波的波長

波長指沿着波的傳播方向,在波的圖形中兩個相對平衡位置之間的位移橫波縱波的波長所代表的意義是不同的。在橫波中,波長是指相鄰兩個相位相差
的點的距離,通常是相鄰的波峯波谷對應的過零點。在縱波中,波長是指相鄰兩個密部或疏部之間的距離。波長在物理中常表示為λ,國際單位是米(m)。

波長波長與頻率的關係

頻率
就是某一固定時間內,通過某一指定地方的波數目,即
。因而由前面波長
的表達式,可以得到波長和頻率的關係式為:
式中的傳播速度
的單位為m/s(米/秒),頻率
的單位為赫茲(Hz,簡稱赫),波長
的單位為米。例如,中央人民廣播電台第一套節目所用的一個廣播頻率為639kHz(千赫),電磁波在空氣中的傳播速度為光速3×108m/s,則可計算得這套節目的無線電波波長為 [3] 

波長電磁波中的關係式

電磁波長與能量之間的關係式是
式中E代表能量,h普朗克常數c是光在真空中的光速,近似為2.998x108m/s。
電磁波長
與頻率
的關係式是
式中c為光速,
是波長,
是電磁波的頻率。
參考資料
  • 1.    詞條作者:應崇福.《中國大百科全書》74卷(第二版)物理學 詞條:波長:中國大百科全書出版社,2009-07:26頁
  • 2.    林崇德,姜璐,王德勝等.中國成人教育百科全書:南海出版公司,1994
  • 3.    趙玉明,王福順.廣播電視辭典:北京廣播學院出版社,1999