Дължина на вълната

Дължина на вълната на синусоидна вълна

Дължина на вълната във физиката е разстоянието между последователни точки на дадена вълна с еднаква фаза.^[1] Обикновено се означава с гръцката буква λ (ламбда). Дължината на вълната може да се разглежда и като пространствен период на вълновия процес.

Дължината на вълната като пространствен период

Вълната е процес на трептене, развиващ се (разпространяващ се) в пространството и във времето, във връзка с това изменящата се във вълновия процес физическа величина е функция на пространствените координати и времето (т.е. тя е особен вид пространствено-времева функция). Вълновият процес в частност може да е периодичен (например, хармоничен, т.е. изменящ се по синусоидален закон). По аналогия с периода на трептението ${\displaystyle T}$[s] (интервал от време, за който периодичният процес на трептене се повтаря и размерността на който е секунда), дължината на вълната ${\displaystyle \lambda }$ [m] може да се разглежда като пространствен период на вълновия процес. Трябва да се отбележи, че кръговата честота на трептенето ${\displaystyle \omega =2\pi f=2\pi /T}$ [rad/s], показваща с колко радиана се изменя фазата на трептението за 1 s в една фиксирана точка (или в множество точки при твърдо тяло), съответства на „пространствена кръгова честота“ ${\displaystyle k=2\pi /\lambda }$ [rad/m], наричана вълново число и показваща с колко радиана се различават фазите на осцилаторния процес в две точки от пространството, разположени в направление на разпространението на вълната на разстояние 1 m една от друга. При това е очевидно, че фазите на процеса на трептене в две такива точки, разположени една от друга на разстояние ${\displaystyle \lambda }$ [m], се различават с точно ${\displaystyle 2\pi }$.

Видове вълни

В практиката са познати следните видове електромагнитни вълни: радиовълни, микровълни, видима светлина, ултравиолетови и инфрачервени лъчи, рентгенови и гама лъчи, както и механични вълни: звукови вълни, водни вълни и други. При електромагнитните вълни разделението на видове се прави точно според дължината на вълната или според честотата. Тези два критерия са еквивалентни, защото между дължина на вълната и честота съществува взаимовръзка:

${\displaystyle \lambda ={\frac {v}{f}},}$ където

${\displaystyle v}$ е скоростта на разпространение на вълната (механична или електромагнитна), а

${\displaystyle f}$ е честотата.

Така например, човешкото ухо възприема звуковите вълни с честоти от 20 Hz до 20 kHz, което съответства на вълна с дължина от 15 m до 15 mm. Видимата светлина, възприемана от хората, има различни цветове – от около 750 nm (червено) до 400 nm (виолетово) – това съответства на честоти от 400 до 750 THz.

Скоростта на електромагнитните вълни във вакуум е универсална физическа константа –
${\displaystyle c=}$ 299 792 458 m/s, откъдето и съвременното определение за метър е разстоянието, изминато от светлината за 1/299 792 458 s. Скоростта на звуковите вълни във въздуха е 344 m/s (1238 km/h).

Ако електромагнитните вълни се разпространяват в материална среда, характеризираща се със своя показател на пречупване n, то скоростта им в тази среда е ${\displaystyle {v}={\frac {c}{n}}}$, а дължината на вълната е ${\displaystyle \lambda ={\frac {\lambda _{0}}{n}}.}$

Вижте също

• Вълна
• Амплитуда
• Честота
• Пречупване

Източници

1. „Речник на научните термини“, Е. Б. Уваров, А. Айзакс, Издателство „Петър Берон“, София, 1992