波長

波長

物理學名詞
波長(wavelength)是指波在一個振動周期内傳播的距離。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等于波速v和周期T的乘積,即λ=vT。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: 别名: 英文名:wavelength 提出者:麥克斯韋 提出時間:1865年 應用學科:電磁學 适用領域範圍:物理領域 單位:米

定義

波長:沿着波的傳播方向,在波的圖形中相對平衡位置的位移時刻相同的兩個質點之間的距離。 橫波與縱波的波長——在橫波中波長通常是指相鄰兩個波峰或波谷之間的距離。在縱波中波長是指相鄰兩個密部或疏部之間的距離。

波長在物理中表示為:λ,讀作“喃穆達”。右圖是電磁波的波長範圍及名稱。從圖中可以看出,光波是指波長從零點幾毫米到大約零點一微米波長範圍内的電磁波。

波長的掌握

1920年以前,人們隻是掌握了無線電波的長波和中波波段,電磁波的應用也僅限于傳遞電報、靜止圖像和少量的電話。1930年,人們掌握了短波。此後又開拓了超短波、微波和毫米波領域,于是大容量的微波和衛星通信出現了。大緻來說,幾乎每隔十年人類就可開發并掌握一個新的波段。

對于無線通信來說,信息要靠電磁波來傳輸。一般來說,電磁波的頻率越高,可承載的信息量也就越大。而頻率越高,相應的波長就越短。人們緻力于電磁波的開發,從長波、中波到短波、超短波、微波,目的就是為了傳送更多的信息。

麥克斯韋在預言電磁波的存在時,也作出了“光也是電磁波”的著名論斷。1865年,麥克斯韋在《電磁場的力學理論》中指出:光和電磁波是同一實體的屬性的表現,光是一種按照電磁定律在場内傳播的電磁擾動。自此,麥克斯韋在科學史上第一次揭示了光的本質,即光也是電磁波,是一種波長更短的電磁波!

麥克斯韋在科學上的貢獻是創建了電磁場理論,預言了電磁波的存在,論證了光波就是電磁波!

電磁波的波速 ,頻率和波長的關系:

波速=波長乘頻率

頻率=1/周期

橫波與縱波的波長

在橫波中,波長通常是指相鄰兩個波峰或波谷之間的距離。在縱波中,波長是指相鄰兩個密部或疏部之間的距離。在這兩種波,“波峰是電場或磁場的變化。波的性質亦有其可量度,例如:聲波可以從它的頻率來量度,人耳可聽的聲波從20赫到20千赫;而波長從17米到17毫米不等;可見光從深紅色的700納米波長,到紫色的400納米波長。

波長與頻率

波長λ與頻率ν(希臘字母"nu")成反比關系。頻率就是某一固定時間内,通過某一指定地方的波數目。以下方程式表達了波長與頻率的關系: v=λf。

當中的vw是波傳送的速度。在電磁波的例子,例如光在真空中的速度,亦即光速,是299,792,458 m/s(準确),一般寫為3*10^8m/s。對于聲波在空氣中傳播的速度,在室溫大約是344 m/s(即1238 km/h)。

波長的單位一般是米及其導出單位;而頻率的單位是赫茲(Hz)及其導出單位。

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