Приёмы ведения любительской однополосной связи
Практика работы в эфире на одной боковой полосе выработала специфические методы и приемы ведения любительской однополосной связи. далее…
Усиление сигнала SSB
- Получение однополосного сигнала
- Автоматическая регулировка усиления в SSB приемниках
- Линейные усилители однополосных сигналов
- Требования к микрофонным усилителям
Фильтровый метод формирования однополосного сигнала
Фильтровый метод формирования однонополосного сигнала завоевал наибольшую популярность у радиолюбителей. Это объясняется рядом его преимуществ. далее…
Определения
Звук — это волновой процесс. Если струна скрипки или арфы колеблется, в окружающем ее воздуха
образуются зоны
сжатия и разрежения, которые и представляют собой звук. Эти зоны сжатия и разрежения перемещаются по воздуху в
форме продольных волн, которые имеют ту же частоту, что и источник звука. В продольных волнах молекулы воздуха
движутся параллельно движению волны.
Воздух сжимается в том же направлении, в котором распространяются звуковые волны. Эти волны передают энергию
голоса или колеблющейся струны. Отметим, что воздух не перемещается, когда звуковая волна проходит через него.
Перемещаются только колебания, то есть зоны сжатия и разрежения. Более громкие звуки получаются при более
сильных сжатиях и разрежениях.
Спектр звуковых колебаний. 1 — землетрясения, молнии и обнаружение ядерных взрывов; 2 — акустический
диапазон; 3 — Слух животных; 4, Ультразвуковая очистка; 5. Терапевтическое применение ультразвука; 6 —
Неразрушающий контроль и медицинская ультразвуковая диагностика; 7 — Акустическая микроскопия; 8 —
Инфразвук; 9 — Слышимый диапазон; 10 — Ультразвук
Количество этих колебаний в секунду называется частотой и измеряется в герцах. Период колебаний — это
длительность одного цикла колебаний, измеренная в секундах. Длина волны — это расстояние между двумя соседними
повторяющимися зонами волнового процесса. Если предположить, что скорость распространения волны в среде
постоянная, то длина волны обратно пропорциональна частоте.
При 20 °C звук распространяется в сухом воздухе со скоростью около 343 метра в секунду или 1 километр
приблизительно за 3 секунды. Звук распространяется быстрее в жидкостях и еще быстрее в твердых телах.
Например, в воде звук распространяется в 4,3 раза быстрее, чем в воздухе, в стекле — в 13 раз и в алмазе в 35
раз быстрее, чем в воздухе.
Хотя звуковые волны и морские волны движутся намного медленнее электромагнитных волн, уравнение, описывающее
их движение будет одинаковым для всех трех типов волн:
или
где f — частота волны, v — скорость распространения волны и λ — длина волны
Описание
Данный калькулятор определяет длину волны звуковых колебаний (только звуковых!), если известны их
частота и
скорость распространения звука в среде. Он также может рассчитать частоту, если известны длина волны и
скорость или скорость звука, если известны частота и длина волны.
Пример: Рассчитать длину звуковой волны, распространяющейся в морской воде от гидроакустического
преобразователя с частотой 50 кГц, если известно, что скорость звука в соленой воде равна 1530 м/с.
Загрузить PDF
Загрузить PDF
Длина волны – это расстояние между двумя соседними точками, которые колеблются в одной фазе; как правило, понятие «длина волны» ассоциируется с электромагнитным спектром.[1]
Метод вычисления длины волны зависит от данной информации. Воспользуйтесь основной формулой, если известны скорость и частота волны. Если нужно вычислить длину световой волны по известной энергии фотона, воспользуйтесь соответствующей формулой.
-
1
Воспользуйтесь формулой для вычисления длины волны. Чтобы найти длину волны, разделите скорость волны на частоту. Формула:
[2]
-
2
Используйте соответствующие единицы измерения. Скорость измеряется в единицах метрической системы, например, в километрах в час (км/ч), метрах в секунду (м/с) и так далее (в некоторых странах скорость измеряется в британской системе, например, в милях в час). Длина волны измеряется в нанометрах, метрах, миллиметрах и так далее. Частота, как правило, измеряется в герцах (Гц).[3]
- Единицы измерения конечного результата должны соответствовать единицам измерения исходных данных.
- Если частота дана килогерцах (кГц), или скорость волны в километрах в секунду (км/с), преобразуйте данные значения в герцы (10 кГц = 10000 Гц) и в метры в секунду (м/с).
-
3
Известные значения подставьте в формулу и найдите длину волны. В приведенную формулу подставьте значения скорости и частоты волны. Разделив скорость на частоту, вы получите длину волны.[4]
- Например. Найдите длину волны, распространяющейся со скоростью 20 м/с при частоте колебаний 5 Гц.
-
4
Воспользуйтесь приведенной формулой, чтобы вычислить скорость или частоту. Формулу можно переписать в другом виде и вычислить скорость или частоту, если дана длина волны. Чтобы найти скорость по известным частоте и длине волны, используйте формулу:
. Чтобы найти частоту по известным скорости и длине волны, используйте формулу: .[5]
Реклама
-
1
-
2
Перепишите представленную формулу, чтобы найти длину волны. Для этого проделайте ряд математических операций. Обе стороны формулы умножьте на длину волны, а затем обе стороны разделите на энергию; вы получите формулу:
. Если энергия фотона известна, можно вычислить длину световой волны.[7]
- Эту формулу можно использовать для вычисления максимальной длины световой волны, необходимой для ионизации металлов. В формулу подставьте энергию, необходимую для ионизации, и вычислите длину волны.[8]
- Эту формулу можно использовать для вычисления максимальной длины световой волны, необходимой для ионизации металлов. В формулу подставьте энергию, необходимую для ионизации, и вычислите длину волны.[8]
-
3
В полученную формулу подставьте известные значения и вычислите длину волны. В формулу подставьте только значение энергии, потому что две константы являются постоянными величинами, то есть не меняются. Чтобы найти длину волны, перемножьте константы, а затем результат разделите на энергию.[9]
- Например. Найдите длину световой волны, если энергия фотона равна 2,88 x 10-19 Дж.
Реклама
-
1
Проверьте ответ. Для этого умножьте длину волны на частоту. Если вы получите данное значение скорости, решение правильное; в противном случае проверьте вычисления. Если вы пользуетесь калькулятором, правильно вводите числа.
- Например. Найдите длину волны, которая распространяется со скоростью 343 м/с при частоте колебаний 70 Гц.
- Решите эту задачу как описано выше и получите значение 4,9 м.
- Проверьте ответ: 4,9 м х 70 Гц = 343 м/сек. Это данная в условии задачи скорость, поэтому решение верное.
- Например. Найдите длину волны, которая распространяется со скоростью 343 м/с при частоте колебаний 70 Гц.
-
2
Используйте экспоненциальную запись чисел, чтобы избежать ошибок при округлении чисел (в калькуляторе). Порой в вычислении длины волны участвуют очень большие числа, особенно когда присутствует скорость света. Это может привести к ошибкам округления чисел. Поэтому используйте экспоненциальную запись чисел.[10]
- Например. Свет проходит сквозь воду со скоростью 225000000 м/с. Найдите длину световой волны, если ее частота равна 4 x 1014 Гц.
-
3
Помните, что частота волны не меняется при изменении среды ее распространения. Во многих задачах волна распространяется в двух средах, и некоторые учащиеся пытаются вычислить две длины волны. Это ошибка, потому что в отличие от скорости распространения и длины волны частота волны не меняется при изменении среды ее распространения.[11]
- Например, световая волна длиной λ, распространяющаяся со скоростью v при частоте f, переходит из воздушного пространства в некоторую среду, показатель преломления которой равен 1,5. Как изменятся указанные три величины?
Реклама
Об этой статье
Эту страницу просматривали 158 348 раз.
Была ли эта статья полезной?
Download Article
Download Article
Wavelength is the distance of 1 frequency wave peak to the other and is most commonly associated with the electromagnetic spectrum.[1]
Calculating wavelength is dependent upon the information you are given. If you know the speed and frequency of the wave, you can use the basic formula for wavelength. If you want to determine the wavelength of light given the specific energy of a photon, you would use the energy equation. Calculating wavelength is easy as long as you know the correct equation.
-
1
Calculate wavelength with the wavelength equation. To find the wavelength of a wave, you just have to divide the wave’s speed by its frequency. The formula for calculating wavelength is:
.
[2]
-
2
Use the correct units. Speed can be represented using both metric and imperial units. You may see it as miles per hour (mph), kilometers per hour (kph), meters per second (m/s), etc. Wavelength is almost always given in metric units: nanometers, meters, millimeters, etc. Frequency is generally expressed in Hertz (Hz) which means “per second”.[3]
- Always keep units consistent across the equation. Most calculations are done using strictly metric units. If the frequency is in kilohertz (kHz) or the wave speed is in km/s you will need to convert these numbers to Hertz and m/s by multiplying by 1000 (10 kHz = 10,000 Hz).
Advertisement
-
3
Plug the known quantities into the equation and solve. If you want to calculate the wavelength of a wave, then all you have to do is plug the wave’s speed and wave’s frequency into the equation. Dividing speed by frequency gives you the wavelength.[4]
- For example: Find the wavelength of a wave traveling at 20 m/s at a frequency of 5 Hz.
-
4
Use this equation to solve for speed or frequency. You can rearrange this equation and solve for speed or frequency if given wavelength. To calculate speed given frequency and wavelength, use
. To calculate frequency given speed and wavelength, use .[5]
Advertisement
-
1
-
2
Rearrange to solve for wavelength. You can rearrange the equation with algebra to solve for wavelength. If you multiply both sides of the equation by wavelength and then divide both sides by energy, you are left with
. If you know the energy of the photon, you can calculate its wavelength.[7]
This equation can also be used to determine the maximum wavelength of light necessary to ionize metals. Simply use the energy required for ionization and solve for the corresponding wavelength.
-
3
Plug in the known variables and solve. Once you have rearranged the equation, you can solve for the wavelength by plugging in the variables for energy. Because the other two variables are constants, they are always the same. To solve, multiply the constants together and then divide by the energy.[8]
- For example: Find the wavelength of a photon with an energy of 2.88 x 10-19 J.
Advertisement
-
1
Check your answer by multiplying the wavelength by the frequency. If you found the right value for the wavelength, multiplying by the frequency should get you the wave speed you started with. If it doesn’t, check your math. If you are using a calculator, make sure you have typed the numbers in correctly.
- For example: What is the wavelength of a 70 Hertz sound wave traveling at 343 meters per second?
- You follow the instructions above and get an answer of 4.9 meters.
- Check your work by calculating 4.9 meters x 70 Hz = 343 meters/second. This is the wave speed you started with, so your answer is correct.
- For example: What is the wavelength of a 70 Hertz sound wave traveling at 343 meters per second?
-
2
Use scientific notation to avoid calculator rounding errors. Wavelength calculations often involve very large numbers, especially if you’re working with light speed. This can lead to rounding errors on your calculator. Prevent this by writing your numbers in scientific notation and double checking the significant digits.[9]
- For example: Light travels through water at about 225,000,000 meters per second. If the wave’s frequency is 4 x 1014 Hz, what is its wavelength?
-
3
Do not change frequency when a wave enters a different medium. Many word problems involve a wave that crosses the boundary from one medium to another. A common mistake here is calculating a new frequency for the wave. In fact, the frequency of the wave remains the same when it crosses the boundary, while the wavelength and wave speed change.[10]
- For example: A light wave with frequency f, speed v, and wavelength λ crosses from air to a medium with refractive index 1.5. How do these three values change?
-
4
Check your units. The units you use will often tell you what to do when you are solving a problem. If they do not make sense when you finish, then check to see if you used the right units.
- For example, perhaps you used Joules when you should have used Hertz, so you ended up with the incorrect answer.
Advertisement
Calculator, Practice Problems, and Answers
Add New Question
-
Question
What is the formula for wavelength?
Meredith Juncker is a PhD candidate in Biochemistry and Molecular Biology at Louisiana State University Health Sciences Center. Her studies are focused on proteins and neurodegenerative diseases.
Scientific Researcher
Expert Answer
Wavelength can be calculated using the following formula: wavelength = wave velocity/frequency. Wavelength usually is expressed in units of meters. The symbol for wavelength is the Greek lambda λ, so λ = v/f.
-
Question
How do I calculate the wave length given only the frequency?
Meredith Juncker is a PhD candidate in Biochemistry and Molecular Biology at Louisiana State University Health Sciences Center. Her studies are focused on proteins and neurodegenerative diseases.
Scientific Researcher
Expert Answer
The speed of light never changes, so v will always equal 3.0 x 10^8 m/s. This value, divided by the given frequency, will give you wavelength.
-
Question
If the frequency of a radio wave is 4.5GHz, what is the wavelength of the wave (velocity of light=3x10m/s)?
Meredith Juncker is a PhD candidate in Biochemistry and Molecular Biology at Louisiana State University Health Sciences Center. Her studies are focused on proteins and neurodegenerative diseases.
Scientific Researcher
Expert Answer
f = 4.5 GHz = 4.5 x 10^9 Hz (Hz = s^-1)
v = 3.0 x 10^8 m/s
lambda = v/f= (3.0 x 10^8 m/s) / (4.5 x 20^9 s^-1)
= 0.0666 m
= 66.6 um
See more answers
Ask a Question
200 characters left
Include your email address to get a message when this question is answered.
Submit
Advertisement
About This Article
Article SummaryX
To calculate wavelength, use the formula wavelength = speed divided by frequency. Just plug in the wave’s speed and frequency to solve for the wavelength. Remember to use the correct units when you’re using the formula and writing your answer. If you want to learn more, like how to calculate wavelength with the energy formula, keep reading the article!
Did this summary help you?
Thanks to all authors for creating a page that has been read 1,482,073 times.
Did this article help you?
Как найти длину волны
Для расчета и проектирования радио- и телевизионных приемников и передатчиков, средств навигации, оптического и медицинского оборудования и во многих других отраслях науки и техники бывает необходимо рассчитать длину волны.
Вам понадобится
- частота волны, скорость распространения света в среде.
Инструкция
Хотя длина волны равна расстоянию между двумя любыми точками, которые колеблются синфазно, обычно за длину волны принимают расстояние между ее гребнями. Измеряется эта величина в единицах расстояния.Длина волны обратно пропорциональна ее частоте. Единица измерения частоты Гц. Например, частота промышленного тока в РФ – 50 Гц. Однако для передачи радио- и телевизионных сигналов используют более высокие частоты. Предположим, вам известно, что ваша любимая радиостанция работает на частоте 1,5 МГц, а шкала вашего радиоприемника градуирована в метрах. Вам нужно найти волну, на которой будете ее слушать. Сначала запомните, чему равны сокращенные обозначения величин:к – кило, 103=1000
М – мега, 106=1 000 000Переведите МГц в Гц:
1,5 МГц=1500000 Гц
Длину волны можно найти, разделив скорость света в вакууме на частоту волны. Скорость света в воздухе практически равна скорости света в вакууме. Рентгеновское излучение, радиоволны и электромагнитные волны распространяются со скоростью света. Следовательно, длина радиоволны частотой 1,5 МГц равна:
300000000/1500000=200 м
Итак, ищите любимую радиостанцию в диапазоне 200 м.
Чем выше частота волны, тем меньше ее длина. Различают длинные волны (ДВ), лежащие в диапазоне от 1000 м до 10000 м, средние волны (СВ) – от 100 м до 1000м, короткие (КВ) — от 10 м до 100 м, и ультракороткие (УКВ) – от 10-6м до 10 м.
Длинные волны распространяются на расстояние до 2000 км за счет отражения от поверхности земли и границы раздела верхних слоев атмосферы.
Средние волны гасятся поверхностью земли, отражаясь ночью от ионосферы. Дальность их распространения зависит от времени суток, т.к. в дневное время активный слой ионосферы поглощает радиоволны.
Короткие волны распространяются на большие расстояния, отражаясь поочередно от поверхности земли и от ионосферы.При распространении волны в различных средах ее длина может изменяться при одной и той же частоте, в зависимости от свойств среды.
Видео по теме
Обратите внимание
При распространении волны в анизотропной среде нужно учитывать фазовую и групповую скорости.
Полезный совет
Имейте в виду, что длина упругой волны рассчитывается по этой же формуле.
Источники:
- сайт, посвященныйтелекоммуникационным технологиям
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.