Как найти частоту световой волны формула - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Фотон

Видимый свет: свойства, диапазон, спектр, источники

Спектр частот света или спектр волн света?

Частота волновой формулы

Как найти частоту волны по графику?

Проблема:

Решение:

Как найти частоту волны по длине и амплитуде?

Проблема:

Решение:

Как найти частоту волны, зная только длину волны?

Проблема:

Решение:

Как найти частоту волны по заданному периоду?

Как найти частоту волны без скорости?

Фотон

Формулы фотона

Фотон является волной?

Как вычислить частоту?

Как определить длину волны по частоте?

Как найти скорость Зная частоту?

Какой частоте соответствует длина волны?

Чему равна частота?

Как определить частоту и период?

Как найти частоту сигнала?

Как длина волны связана с частотой?

Какая длина волны для частоты 5 Мгц?

Как найти длину волны через период?

Как найти Как найти скорость?

Как найти скорость длиной волны?

Как найти скорость через частоту и длину волны?

Чему равно волновое число?

Чем больше длина волны тем?

Как определить частоту по периоду?

Чему равен 1 герц?

ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

ЛЕКЦИЯ № 8

§ 1. СВЕТОВЫЕ ВОЛНЫ

§ 2. ИНТЕНСИВНОСТЬ СВЕТА. СВЕТОВОЙ ПОТОК

§ 3. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ

Формулы фотона

Фотон является волной?

Свойства

Формула энергии кванта/фотона (формула Планка или Энергия кванта)

Масса фотона

Импульс фотона

Длина волны света, период и частота

Пример решения задачи с данными формулами

Формула энергии кванта/фотона (формула Планка или Энергия кванта)

Масса фотона

Импульс фотона

Длина волны света, период и частота

Пример решения задачи с данными формулами

Спектр

Фотон — это частица света или квант света; частица с которой можно делать расчёты.

Фотоны всегда находятся в движении и в вакууме движутся с постоянной скоростью 2,998 x 10^8 м/с (это называется скоростью света и обозначается буквой c).

В марте 1905 года Эйнштейн создал квантовую теорию света, это была идея о том, что свет существует в виде крошечных частиц, которые он назвал фотонами.

Позже в том же году была расширена специальная теория относительности, в которой Эйнштейн доказал, что энергия (E) и материя (масса – m) связаны, и это соотношение стало самым знаменитым в физике: E=mc²; (напомним: c — скорость света).

Эти формулы являются наиболее важными.

Энергия — это постоянная Планка, умноженная на частоту колебаний

Где:

E — энергия фотона/кванта (в Дж – джоуль),
h = 6,6.10^(–34) (постоянная Планка, в Дж.с – джоуль в секунду),
ν — частота колебаний света (в Гц – герц).

Где:

m — масса фотона (в кг),
h = 6,6.10^(–34) (постоянная Планка, в Дж.с – джоуль в секунду),
ν — частота колебаний света (в Гц – герц),
c = 3.10^8 (это скорость света в м/с),
λ — длина световой волны (в метрах).

Фотоны всегда движутся со скоростью света. В состоянии покоя фотоны не существуют (т.е. можно сказать, что масса покоя равна нулю).

Формула массы фотона (m = h/cλ) была выведена из формулы эквивалентности массы и энергии (E = mc²), при этом было использовано также равенство с энергией Кванта (E = h×v).

Где:

p — импульс фотона (в Н•с – ньютон-секунда),
h = 6,6.10^(–34) (постоянная Планка, в Дж.с – джоуль в секунду),
ν — частота колебаний света (в Гц – герц),
c = 3.10^8 (это скорость света в м/с),
λ — длина световой волны (в метрах).

Это ещё одно соотношение, которое может быть полезным в расчётах.

Где:

λ — длина световой волны (в метрах),
c = 3.10^8 (это скорость света в м/с),
T — период световых колебаний (в секундах),
ν — частота колебаний света (в Гц – герц).

Определите энергию фотонов красного (λк = 0,76 мкм) света.

λк = 0,76 мкм = 0,76 × 10^(–6) м

Формула энергии фотонов: E = h×v

h — постоянная Планка,

v — частота света; из равенства λ = c/v выходит, что v = с/λ.

Таким образом, составляем равенство:

E = h × (с/λ) = hc / λ

Вспоминаем другие данные:

c = 3.10^8 (это скорость света в м/с)

h = 6,6.10^(–34) (постоянная Планка, в Дж.с – джоуль в секунду)

E = hc / λ = ((6,6.10^(–34) Дж.с) × (3.10^8 м/с)) / (0,76 × 10^(–6) м) = 2,6 × 10^(–19) Дж

Фотон является одновременно частицей и волной. Согласно квантовой теории света Эйнштейна, энергия фотонов (E) равняется их частоте колебаний (v), умноженной на постоянную Планка (h); т.е. эта формула выглядит так: E = h×v.

Так он доказал, что:

свет — это поток фотонов,
энергия этих фотонов — это высота их частоты колебаний,
интенсивность света соответствует количеству фотонов.

Таким образом, учёный объяснил, что поток фотонов действует и как волна, и как частица.

Видимый свет – это видимая часть электромагнитного излучения, т.е. видимое излучение, воспринимаемое сетчаткой человеческого глаза.

Видимый свет – единственный тип электромагнитных волн, известный людям с незапамятных времен, хотя его природа была неизвестна до 1860-х годов. Люди были очарованы оптическими явлениями, такими как радуга, видимая на фотографии. На протяжении веков спорили о том, имеет ли свет конечную скорость или распространяется мгновенно.

Из этой статьи вы узнаете, как стала понятна природа света и почему мы видим мир в цветах.

В 1861 году Джеймс Максвелл опубликовал уравнения, в которых доказал, что электричество и магнетизм являются двумя видами одного и того же явления – электромагнетизма. Уравнения Максвелла не только связно объяснили все электрические и магнитные явления, но и предсказали существование электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света c = 3 * 10 8 м / с. Естественным выводом было предположить, что свет – это электромагнитная волна.

Электромагнитная волна характеризуется:

частотой ν, которая представляет собой число полных циклов изменения магнитного или электрического поля в секунду, выраженное в герцах (Гц), 1 Гц = 1 с -1 .
длиной волны λ, которая является расстоянием между ближайшими точками, где электрическое или магнитное поле находится в одной и той же фазе цикла.

Эти величины связаны между собой: чем выше частота, тем короче длина волны: ν = c / λ , где где c – скорость света.

Диапазон.

Видимый свет охватывает очень узкий диапазон в спектре электромагнитных волн, от 380 до 780 нм. Излучение меньшей длины волны является ультрафиолетовым, а излучение большей длины волны – инфракрасным.

Поэтому мы видим только очень ограниченную часть электромагнитного спектра, для остальной части электромагнитного спектра у нас нет сенсорных клеток, и мы вынуждены прибегать к техническим средствам. Часто информация, которую мы регистрируем с помощью технических средств, таких как инфракрасные камеры, затем “переводится” в цвета, которые мы видим.

Человеческий глаз воспринимает свет разной длины волны как впечатление различных цветов (рис. 1).

фиолетовый от 380 нм до 436 нм;
синий от 436 нм до 495 нм;
зеленый от 495 нм до 566 нм;
желтый, от 566 нм до 589 нм;
оранжевый 589 нм – 627 нм;
красный от 627 нм до 780 нм.

Белый свет – это смесь всех цветов. Вы можете увидеть это, разложив свет в призме или посмотрев на радугу, которая возникает в результате дисперсии белого света на капельках воды в облаках.

Как получается, что мы видим мир в красках? Когда белый свет падает на тело, часть излучения поглощается, а часть отражается от его поверхности. Если тело поглощает свет от красного до зеленого и отражает синий и фиолетовый свет, то при рассмотрении в белом свете оно будет иметь оттенок синего или фиолетового, в зависимости от соотношения этих цветов в отраженном свете.

Видимый свет лишь слегка поглощается как атмосферой Земли, так и водой. Эта особенность чрезвычайно важна для жизни на Земле. Ему мы обязаны не только способностью видеть окружающее нас пространство, но и самим происхождением жизни на Земле. Жизнь не могла бы существовать без фотосинтеза, для которого необходим свет.

Свет имеет волновую природу, т.е. он подвержен различным физическим явлениям, характерным для волн, таким как дифракция или интерференция. Но в то же время он имеет корпускулярную природу – он состоит из фотонов, элементарных частиц с нулевым зарядом и массой покоя. Отсутствие массы покоя означает, что фотон не существует в состоянии покоя, он может двигаться только со скоростью света.

Энергия фотона прямо пропорциональна частоте волны и обратно пропорциональна длине электромагнитной волны:

E = h * ν = ( h * c ) / λ, где

где ν – частота волны, λ – длина волны, c = 3 * 10 8 – скорость света, h – постоянная Планка, h = 6,63*10- 34 Дж*с = 4,14*10 -15 эВ·c.

Смешивая вместе красные, синие и зеленые лучи света, можно получить любой цвет. Смешивание света равной интенсивности этих трех цветов дает белый свет (рис. 2). Изменяя пропорцию каждого цвета, можно получить другой цвет. Явление создания новых цветов путем наложения лучей видимого света разной длины называется аддитивным синтезом.

Рис. 2. Аддитивный синтез цвета

Чувствительность человеческого глаза к цветам обусловлена наличием в сетчатке трех типов фоторецепторов, называемых колбочками. Каждый тип колбочек чувствителен к разным цветам света: красному, зеленому и синему. В зависимости от соотношения этих трех цветов, регистрируемых колбочками, в мозге формируется впечатление о полученном цвете.

Центр области видимого света находится на длине волны около 555 нм, что соответствует желто-зеленому цвету. К свету этого цвета чувствительность глаза наиболее высока. Кривая чувствительности глаза стремится к нулю как на длинноволновой, так и на коротковолновой стороне (рис. 3).

Рис. 3. Чувствительность глаз к свету разной длины волны

Все современные мониторы, телевизоры, цифровые камеры и подобные устройства работают по принципу аддитивного смешивания цветов. Комбинируя цвета RGB (красный, зеленый, синий) в любом количестве комбинаций, можно получить широкий спектр производных цветов на экране.

Источники.

Источником видимого света может быть пламя свечи, газ в люминесцентной лампе или зажженная лампочка, а также отражающий солнечный свет объект.

Прежде чем читать и разбираться с этой статьёй, необходимо ознакомиться со статьёй ”Что такое волна?“.
http://samlib.ru/n/nikolaew_s_a/chtotakoewolna.shtml
Эта статья Ссылки находятся внизу в разделе РЕЦЕНЗИИ

А теперь давайте разбираться, что такое частотный спектр света и как в данном вопросе нас специально дурачат? В астрономии от светящегося объекта наблюдатель принимает спектр частот. Вот пример. Солнечный луч света – это множество цветных линий, которые мы наблюдаем как радугу. Каждая тоненькая линия – это монохроматическая частота (одна частота). Каждую монохроматическую частоту приносят частицы фотоны, обладающие этой одной частотой. Вы заметили, что наблюдать можно только линии частот (радуга), а наблюдать длину волны невозможно потому, что её у фотонов просто нет. Фотоны – это частицы, а у частиц волн нет. Частицы могут только совершать колебания. А это не одно и тоже. У фотонов нет также и характеристики длина волны. У фотонов речь может идти только о частотах или спектрах частот.
Необходимо понимать, что эффект зрения основан на частотах, которые переносятся частицами фотонами и которые колеблются, а не волнуются.
Но везде, где речь заходит о частотах света или спектрах частот, то обязательно сразу в качестве единиц измерения применяют единицы длины волны.
Например. Для человека видимый спектр: от 380нм — фиолетовый цвет до 760нм — красный цвет. Вне этого диапазона наше зрение не видит. Но задумайтесь, ведь глаза видят частоты в виде монохроматических частот, либо смеси частот в виде спектра. А никаких длин волн глаза не видят.
Вот ещё пример. Везде, где графики со спектрами частот, размерность должна быть в Гц. Однако Вас везде обманывают и специально вместо частот всегда пишут размерность длины волны, которой на самом деле у фотонов нет. Например, график солнечного спектра частот, а по оси абсцисс пишут размерность длин волн. Кроме того, одна из главных характеристик солнечного спектра специально называется максимальная длина волны (л) излучения (формула Вина л = b/T) вместо максимальной частоты излучения.
ПРИМЕЧАНИЕ. Назовите прибор, который измеряет длину волны? Таких приборов нет, даже для акустических измерений. В акустике и электромеханике измеряется только частота. Затем все обязаны по акустической формуле V=лv рассчитать длину волны и для акустики и для электромеханики, где V — скорость звука, а л — длина волны. Применение формулы С=лv для излучения, где C — скорость света. Это обман и просто невежественно. Сжимается только акустическая волна V=лv. Фотон – это частица с поперечными колебаниями, и сжать фотон невозможно.
Фотон – частица света. Характеристиками фотонов являются: масса, частота, амплитуда и инерция (энергия).
На рисунке изображена спектральная кривая солнечного излучения. Рисунок взят из справочника. Во всех остальных справочниках и учебниках то же самое. Вы нигде не найдёте рисунок спектра с единицами измерения частоты в Гц, везде по оси абсцисс будут единицы измерения в единицах длины.

Этот обман нужен для того, чтобы подтверждались математические теории Эйнштейна, в которых свет (фотоны) является волной. И, чтобы Вы не забывали, везде Вас обманывают. Где только можно. Везде, где излучение упоминание о частотах будет исключено. Например, микроволновка и так далее.
ПРИМЕЧАНИЕ. На всех графиках, где изображаются частотные спектры, в данном случае, частотный спектр Солнца, по оси абсцисс пишут вместо частот размерность длины волны, которой на самом деле у фотонов нет. Это делается всегда и везде (с 1905 года, года вы-хода в свет СТО Эйнштейна) и специально, чтобы этим подтверждались математические теории Эйнштейна, в которых свет (фотоны) является волной. А свет не волна и пересчитывать всегда частоту в длину волны по акустической формуле С=лv просто обман. Спектр частотный, а не волновой. Спектр частот, но не волн.
Посмотрите на частоты видимого света от 750 ТГц (380нм) до 385 ТГц (760нм). Некоторые видят их впервые потому, что негласно их писать запрещено. Зато в единицах длины все помнят. Как это делается. В утверждённой программе образования можно писать только длины волн и это обязательно для всех. Подумайте, нужна Вам такая утверждённая про-грамма образования?
Не разрешайте себя зомбировать утверждённой программой образования, думайте о том, что Вас заставляют заучивать. Там очень много ошибочного, специально для Вас под-сунутого.
Об ошибках в физике здесь более 100 статей
http://samlib.ru/n/nikolaew_s_a/

Документы по борьбе с инакомыслием в науке.
1. Постановление ЦК ВКП(б) от 25.01.1931г.
Запрещение рассмотрения проблем физических взаимодействий на механической, ма-териалистической основе.
2. Специальное постановление ЦК ВКП(б) от 1934г.
О дискуссии о релятивизме.
Жертвами этого постановления стали Н.А.Козырев и Н.П.Бронштейн.
3. Постановление ЦК ВКП(б) от 05.12.1942г.
4. Постановление Президиума АН от 1964г.
В этом постановлении предписывалось объявлять параноиками всех, кто критикует теории относительности Эйнштейна.
Сразу было выявлено 24 параноика среди учёных.
5. Постановление Президиума РАН от 1998г.
О создании комиссии по борьбе с лженаукой и фальсификации научных исследований во главе с академиком Э.П.Кругляковым.
Комиссия исправно функционирует.
Комиссия не скрывает, что следует принципу: ”Всё, что противоречит теориям Эйнштейна и теории ”Большого Взрыва“, является лженаукой“.
Главные идеологи этого мракобесия С.И.Вавилов, А.Ф.Иоффе, В.Л.Гинзбург.

ДОПОЛНЕНИЕ. Кроме того, частоту собственных колебаний фотонов невозможно экспериментально измерить ни в одном диапазоне.
Во-первых, нет эффектов, позволяющих измерить собственную частоту фотонов (света).
Во-вторых, нет таких частотомеров, которые могли бы измерить, например, собственную частоту фотонов видимого света, которая равна 10 в 15 степени Гц.
Есть только прибор пирометр, который определяет электрическим способом цвет, а да-лее по цвету и выдуманной фальшивой формуле Вина, пожалуйста, Вам и частота.
Все частоты в шкале электромагнитных излучений фальшивые. Например, в радиодиапазоне вместо собственной частоты радиофотонов подсунута частота следования фотонов. Однако это не одно и то же.
Это очень ёмкий вопрос и он изложен в книге С.А.Николаева «Ложь об электромагнит-ной волне и шкале электромагнитных излучений», СПб, 2014г.
А также в 8 издании книги С.А.Николаева «Эволюционный круговорот материи во Вселенной», СПб, 2015г.

Источник

Как найти частоту волны? Процесс прост; количество оборотов, которое требуется для завершения конкретной вещи, называется частотой.

Когда объект движется, мы обычно определяем движение, силу и многие другие факторы. Но нам также нужно знать, с какой частотой он будет двигаться в данный момент времени. Таким образом, обратное время дается как частота в стандартных терминах.

В подробном случае мы также могли бы определить частоту данной волны, частицы в краткосрочной перспективе, а также более широкий контекст. частота является широко используемым фактором с точки зрения волны. Скажем, например, волна распространяется с определенной скоростью, и мы должны найти частоту волны.

Обычно мы погружаемся в математическую часть решения, но, говоря простым языком, мы также можем быстро определить волны. То частота сколько циклов он делает за одну секунду. Таким образом, если волна завершает один цикл, частота составляет половину от него.

Частота — это то, что появляется постоянно или в определенный момент времени. Подобно соленоиду, он имеет несколько витков при намотке на проводник и производит электричество. Точно так же частота — это количество циклов, которые волна совершает за одну секунду, и она обычно равна 2 герцам.

Компания количество циклов световой волны сделанное за одну секунду, также оценивается с точки зрения длины волны и скорость световой волны. Звуковая волна является наиболее распространенной областью, где часто рассматривается частотный термин.

Существует также научная вещь: собаки и птицы слышат звук за пределами определенного уровня, который даже люди не способны слышать. Мы созданы таким образом, что только определенное количество частота звука мы могли вынести услышать.

Частота имеет общую формулу, которую можно применять во всех контекстах. Период времени является основной причиной, которая помогает в формуле частоты.

Количество циклов, которые волна делает за один, рассматривается как частота этой конкретной волны. Следовательно, формула частоты в повседневном исчислении такова: f=1/T. Здесь Т — период времени, за который волны совершают число циклов.

Чтобы рассчитать частоту, нам нужно знать характеристики волны. Волна — это совокупность вибраций, называемых энергиями. Они достигли пика на обоих концах. Верхний узел называется впадина, а нижний узел называется гребень.

Высота волны обычно считается амплитудой волны. Высота волны будет определять, будет ли амплитуда больше или меньше. Поэтому, когда они изменяются, циклы, сделанные в секунду, также будут изменены.

Таким образом, когда волна завершает один цикл, то есть если волна имеет и гребень, и впадину в одной и той же фазе, тогда получаемая частота равна половине.

Волна совершает определенное количество циклов за одну секунду, что в основном известно как частота волны. И это дается формулой f=1/Т. Тип волны может зависеть от среды, через которую она проходит.

Теперь давайте посмотрим, как найти частоту волны на графике. Во-первых, частота — это количество циклов, которые волна пытается совершить, чтобы совершить один полный круг в данный конкретный момент времени.

Когда волна сделает один цикл, на это потребуется некоторое время. На графике мы называем это единицами. По сути, на графике есть несколько единиц, по которым мы можем быстро определить, как найти частоту волны в данном конкретном случае.

Скажем, например, волна движется с определенной скоростью, и мы также должны знать, сколько секунд это занимает. Скажи, что есть 12 секунд отмечены на графике, поэтому этой волне требуется 4 секунды, чтобы завершить один полный цикл. Итак, по формуле f=1/Т, частота волны 0.25Гц.

Давайте рассмотрим несколько задач по расчету частоты.

Типичная волна совершает два цикла за 30 секунд, и какова будет частота волны, если она будет распространяться в той же среде?

f=1/Т

f=2/30

f=0.0667 Гц

Всегда возникает путаница между частота волны и скорость волны. Есть амплитуда волны, которая в основном является высотой волны. Таким образом, скорость рассчитывается, чтобы найти скалярную часть скорости, которая является скоростью.

Когда мы обнаруживаем, что волна является световой, звуковой или электромагнитной волной, нам нужно найти частоту волна, завершающая циклы. Период времени между циклами, совершаемыми волной, обычно определяется формулой как обратную частоту.

Как найти частоту волны по длине и амплитуде? Когда мы рассматриваем волну как свет, мы должны знать все факторы, влияющие на частоту волны.

Во-первых, необходимо учитывать длину волны. Как найти частоту волны с длиной волны? Формула очень проста, и нам нужно найти формулу скорости света.

Будет формула, называемая скоростью света, с = fλ. Здесь c — скорость света, f — определяемая частота, λ — длина волны света. Из этой формулы мы можем найти частоту волны через длину волны, переставив члены, данные в формуле.

Если говорят, что волна движется с определенной скоростью и временем, нам также нужно найти частота с которым распространяется световая волна. Таким образом, формула, упомянутая выше, будет использоваться для расчета частоты в заданный период времени.

Найдем частоту волны и посмотрим, как частота определяется по формуле.

Световая волна распространяется со скоростью 3×10⁸ РС. Данную длину волны световой волны называют равной 2000 Å. Какова частота?

с = fλ

f = с / λ

ф = 3×10⁸ / 2000 Å

f= 1.5 х 10¹⁸ герц

Итак, из вышеприведенной задачи видно, что частоту можно найти, используя длину волны.

Теперь нам нужно знать, как найти частоту волны через амплитуду. Для этого рассмотрим теперь общую формулу частоты, т. е. f=1/Т. Здесь f также можно записать как f = ω / 2 π.

Здесь формула для T дается как 2 π/ω. Отсюда легко найти значение амплитуды, если упомянут период времени. А частоту можно найти по приведенной выше формуле, если в конкретной задаче задана амплитуда.

Нам нужно знать, как длина волны влияет на волну, когда она распространяется с определенной скоростью и в заданном направлении. Это то, как далеко волна сможет пройти в среде.

Мы все знаем, что скорость света является стандартом для большинства формул, и мы также знаем, как переставить детали данной формулы, чтобы найти частоту данной волны. Как правило, когда световая волна распространяется в определенном направлении со скоростью 3×10⁸, он также будет собирать информацию о частоте волны.

Формула скорости света является основой для определения длины волны или частоты распространяющейся световой волны. Скорость формулы света определяется выражением с = fλ. Отсюда мы получаем частоту волны через длину волны, соответствующим образом изменяя формулу.

Окончательная формула f = с / λ. Давайте посмотрим на проблему, как работает формула для электромагнитной волны.

Вычислите частоту электромагнитной волны, которая распространяется со скоростью 2×10⁶м/с с длиной волны 1000 Å. С заданными деталями используйте формулу частота по длине волны.

с = fλ

f = с / λ

f = 0.002 х 10⁶ герц

f = 2 х 10⁶/ 1000 Å

Таким образом, мы можем быстро определить частоту волны, используя значение скорости и, главным образом, значение длины волны.

Длина волны волны — это в основном пространство между гребнями или впадинами волны, которые следуют друг за другом. В основном концы одной и той же волны, которая была передана с точки зрения звука или электромагнитная волна.

Когда гребни и впадины волны, находящиеся в одной и той же фазе, встречаются в одном и том же месте, обычно считается, что это длина волны.

Как найти частоту волны через период времени? Ответ на этот вопрос прост, так как это общая формула для определения частоты волны.

Мы должны знать, что период времени в волне — это расстояние между гребнем и впадиной в одной и той же фазе. Поэтому, когда волна в основном распространяется с определенной частотой в заданный промежуток времени, нам нужна формула для расчета частоты.

Вот формула для частота с точки зрения периода времени, f=1/Т. Период времени обычно является еще одним термином для амплитуды волны. Т можно также записать как 2 π/ω, Где ω является мерой амплитуды.

Компания амплитуда — это в основном высота волны в зависимости от чего нам нужно сделать вывод, что амплитуда большая или малая. Если высота волны велика, то амплитуда называется значительной, а если высота волны мала, то говорят, что амплитуда волны мала.

Амплитуда имеет два конца, называемые гребень и впадина. Впадина — это верхний узел амплитуды, а гребень — нижний узел амплитуды.

Когда расстояние между двумя волнами называется длиной волны, а количество циклов, которое совершает одна волна, называется частота, когда период времени равен единице единица на графике, что в стандартном выражении составляет одну секунду.

Из формулы скорости света мы могли бы заметить, что длина волны обратно пропорциональна частоте волны, то есть циклам, совершаемым волной за период времени.

Мы также знаем, что частота не прямо пропорциональна периоду времени; следовательно, длина волны и период времени пропорциональны друг другу. Длина волны связана с энергией, поэтому, когда длина волны увеличивается, энергия уменьшается. Формула основана на энергии фотона.

Мы предполагаем, что длина волны и период времени пропорциональны, а частота и энергия быть пропорциональным. Частота волны без скорости была бы формулой энергии, где E=hf, где E — энергия, h — постоянная Планка, f — частота.

Итак, зная конкретную базовую формулу света и энергии, мы можем соответствующим образом переставить термины и узнать, как найти частоту волны во всех возможных терминах. Кроме того, все эти факторы влияют на волну и ее количество, способствуя ее собственному распространению.

Источник

Фотон — это частица света или квант света; частица с которой можно делать расчёты.

Эти формулы являются наиболее важными.

Энергия — это постоянная Планка, умноженная на частоту колебаний

E = h×v

Где:

E — энергия фотона/кванта (в Дж – джоуль),
h = 6,6.10^(–34) (постоянная Планка, в Дж.с – джоуль в секунду),
ν — частота колебаний света (в Гц – герц).

m = hv/c² = h/cλ

Где:

m — масса фотона (в кг),
h = 6,6.10^(–34) (постоянная Планка, в Дж.с – джоуль в секунду),
ν — частота колебаний света (в Гц – герц),
c = 3.10^8 (это скорость света в м/с),
λ — длина световой волны (в метрах).

Примечание:

p = hv/c = h/λ

Где:

p — импульс фотона (в Н•с – ньютон-секунда),
h = 6,6.10^(–34) (постоянная Планка, в Дж.с – джоуль в секунду),
ν — частота колебаний света (в Гц – герц),
c = 3.10^8 (это скорость света в м/с),
λ — длина световой волны (в метрах).

Это ещё одно соотношение, которое может быть полезным в расчётах.

λ = cT = c/v

Где:

λ — длина световой волны (в метрах),
c = 3.10^8 (это скорость света в м/с),
T — период световых колебаний (в секундах),
ν — частота колебаний света (в Гц – герц).

Определите энергию фотонов красного (λк = 0,76 мкм) света.

Известно:

λк = 0,76 мкм = 0,76 × 10^(–6) м

Решение:

Формула энергии фотонов: E = h×v

Где:

h — постоянная Планка,

v — частота света; из равенства λ = c/v выходит, что v = с/λ.

Таким образом, составляем равенство:

E = h × (с/λ) = hc / λ

Вспоминаем другие данные:

c = 3.10^8 (это скорость света в м/с)

h = 6,6.10^(–34) (постоянная Планка, в Дж.с – джоуль в секунду)

E = hc / λ = ((6,6.10^(–34) Дж.с) × (3.10^8 м/с)) / (0,76 × 10^(–6) м) = 2,6 × 10^(–19) Дж

Так он доказал, что:

свет — это поток фотонов,
энергия этих фотонов — это высота их частоты колебаний,
интенсивность света соответствует количеству фотонов.

Таким образом, учёный объяснил, что поток фотонов действует и как волна, и как частица.

Узнайте также про:

Нейтрино
Теорию относительности
Магнитную индукцию
Полимер
Теорию струн

Источник

ν=NΔt(2), где Δt — время за которое происходят N колебаний. Единицей измерения частоты в Международной системе единиц (СИ) служат в герцы или обратные секунды: [ν]=с−1=Гц.

Поскольку для всех электромагнитных волн скорость в вакууме (с) одинакова, по частоте легко определить длину волны λ: λ = с/ν. Мы просто делим путь, пройденный светом за секунду, на число колебаний за то же время и получаем длину одного колебания.

Т=1/v , можно получить формулу, выражающую связь длины волны с ее скоростью и частотой: Полученная формула показывает, что скорость волны равна произведению длины волны на частоту колебаний в ней .

Диапазоны и частоты — общепринятые обозначения

Диапазон частот	Сокращённое название диапазона	Длина волны
30-3000 МГц	УКВ (Ультра короткие волны)	0,1-10 м
3-30 ГГц	СВЧ (Сверхвысокие частоты)	1-10 см
30-300 ГГц	КВЧ (Крайне высокие частоты)	1-10 мм
300-3000 ГГц	ГВЫ (Гипервысокие частоты)	0,1-1 мм

•22 февр. 2017 г.

Частота — это количество изменений направления тока за секунду. Для измерения частоты используется международная единица герц (Гц). 1 герц равен 1 колебанию в секунду. Герц (Гц) = 1 герц равен 1 колебанию в секунду.

Период колебаний является величиной, обратной частоте колебаний: f = 1/T. Частота колебаний — количественная характеристика периодических колебаний, равная отношению числа циклов колебаний ко времени их совершения.

Для тестирования частоты, используется встроеное техническое меню «Netmonitor» (Сетевой монитор), которое в каждой модели смартфона вызывается персональным кодом. Список телефонов и кодов Android таких как *#0011# или *#*#4636#*#* или *#*#197328640#*#* можно найти здесь.

Длина волны прямо пропорциональна скорости волны и обратно пропорциональна частоте колебаний (прямо пропорциональна периоду колебаний). Поперечные и продольные волны описываются одними и теми же законами.

Длина волны ⟷ частота

№	Диапазон
частот	длин волн
4	3-30кГц	100-10км
5	30-300кГц	10-1км
6	300-3000кГц	1000-100м

•19 авг. 2013 г.

Таким образом, чтобы найти длину волны, надо скорость волны умножить на период колебаний в ней:

Так как период колебаний в волне обратно пропорционален частоте,
, …
Калькулятор ниже позволяет по двум известным параметрам формулы посчитать неизвестный.

Чтобы найти скорость, нужно расстояние разделить на время движения. Если расстояние дано в километрах, а время движения в часах, скорость измеряется в километрах в час (км/ч).

Таким образом, чтобы найти длину волны, надо скорость волны умножить на период колебаний в ней: где v — скорость волны, Т — период колебаний в волне, λ (греческая буква лямбда) — длина волны. Полученная формула показывает, что скорость волны равна произведению длины волны на частоту колебаний в ней.

Для вычисления частоты (f) разделите скорость волны (V) на ее длину (λ), выраженную в метрах. Запишите ответ. Рядом поставьте единицу измерения частоты — Герц (Гц). Пример: частота этой волны равна 9,94 х 10^8 Гц.

Волновое число равно числу радиан волны на отрезке в 1 метр.

Общее правило: Чем выше частота, тем короче длина волны. И наоборот. Формула для расчета длины волны: Длина волны WiFi сигнала (в метрах)= Скорость света (в м/сек) / Частота сигнала (в герцах).

Частота (в технике обозначают f) — величина, обратная периоду колебаний Т: f = 1/T.

Для измерения частоты используется международная единица герц (Гц). 1 герц равен 1 колебанию в секунду. Герц (Гц) = 1 герц равен 1 колебанию в секунду. Колебание = Одна полная волна переменного тока или напряжения.

Источник

Световые волны.

Законы геометрической (лучевой) оптики

Световые волны. Интенсивность света. Световой поток. Законы геометрической оптики. Полное внутреннее отражение

Оптика – это раздел физики, изучающий природу светового излучения, его распространение и взаимодействие с веществом. Раздел оптики, в котором изучается волновая природа света, называется волновой оптикой. Волновая природа света лежит в основе таких явлений, как интерференция, дифракция, поляризация. Раздел оптики, в котором не учитываются волновые свойства света и который основывается на понятии луча, называется геометрической оптикой.

Согласно современным представлениям, свет представляет собой сложное явление: в одних случаях он ведет себя как электромагнитная волна, в других – как поток особых частиц (фотонов). Такое свойство называется корпускулярноволновым дуализмом (корпускула – частица, дуализм – двойственность). В этой части курса лекций будем рассматривать волновые явления света.

Световая волна – это электромагнитная волна с длиной волны в вакууме в диапазоне:

l 0	= (0,4 ¸ 0,76 ) ×10 − 6 м = 0,4 ¸ 0,76 мкм = 400 ¸ 760 нм =
= 4 000 ¸
7 600 A .

A –		ангстрем – единица измерения длины. 1A = 10−10 м.
Волны такого диапазона воспринимаются человеческим глазом.
Излучение с длиной волны меньше 400 нм называют ультрафиолетовым, а
с большей, чем 760 нм, –	инфракрасным.
Частота n световой волны для видимого света:
n =		с	= (0,39¸0,75) × 1015 Гц,

		l0
с = 3×108 м/с — скорость света в вакууме.
Скорость	света	совпадает	со	скоростью	распространения
электромагнитной волны.

Показатель преломления

Скорость распространения света в среде, как и любой электромагнитной волны, равна (см. (7.3)):

v =	c	.

εμ

Для характеристики оптических свойств среды вводится показатель преломления. Отношение скорости света в вакууме к скорости света в данной среде называется абсолютным показателем преломления:

так как для большинства прозрачных веществ μ=1.

Формула (8.2) связывает оптические свойства вещества с его электрическими свойствами. Для любой среды, кроме вакуума, n> 1. Для вакуума n = 1, для газов при нормальных условиях n≈ 1.

Показатель преломления характеризует оптическую плотность среды. Среда с большим показателем преломления называется оптически более плотной. Обозначим абсолютные показатели преломления для двух сред:


n1 =	c		и	n 2 =	c	.
v1
				v2
Тогда относительный показатель преломления равен:
n21 =	n2	=	v1	,			(8.3)
n1	v2

где v1 и v2 –	скорости света в первой и второй среде, соответственно.
Так как	диэлектрическая	проницаемость среды ε зависит от частоты

электромагнитной волны, то n = n(ν) или n = n(λ) – показатель преломления будет зависеть от длины волны света (см. лекции № 16, 17).

Зависимость показателя преломления от длины волны (или частоты) называется дисперсией.

В световой волне, как и в любой электромагнитной волне, колеблются векторы E и H. Эти векторы перпендикулярны друг другу и направлению

вектора v . Как показывает опыт, физиологическое, фотохимическое, фотоэлектрическое и другие виды воздействий вызываются колебаниями электрического вектора. Поэтому световой вектор – это вектор напряженности электрического поля световой (электромагнитной) волны.

Для монохроматической световой волны изменение во времени и пространстве проекции светового вектора на направление, вдоль которого он

колеблется, будет описываться уравнением:
E = Emсos(ωt − kr + α).	(8.4)
Сравните (7.4) и (8.4).

Здесь k – волновое число; r – расстояние, отсчитываемое вдоль направления распространения волны; Em – амплитуда световой волны. Для плоской волны E m = const , для сферической убывает как 1/r.

Частота световых волн очень велика, поэтому приемник света или глаз фиксирует усредненный по времени поток. Интенсивностью света называется модуль среднего по времени значения плотности энергии в данной точке пространства. Для световой волны, как и для любой электромагнитной волны, интенсивность (см (7.8)) равна:

I = <EH> .

Для световой волны μ≈ 1, поэтому из (7.5) следует:

μ0H = ε0 ε E ,

откуда с учетом (8.2):

H =	ε0		E ~ nE .	(8.5)
ε

	μ	0

Подставим в (7.8) формулы (8.4) и (8.5). После усреднения получим:

I =	1	nEm2		ε0	.

2			μ0

Значит интенсивность световой волны:

Следовательно, интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды световой волны и показателю преломления. Заметим, что для

вакуума и воздуха n = 1, поэтому I ~ E2m (сравните с (7.9)).

Для характеристики интенсивности света с учетом его способности вызывать зрительное ощущение вводится величина Ф, называемая световым потоком. Действие света на глаз сильно зависит от длины волны. Наиболее

чувствителен глаз к излучению с длиной волны λз = 555 нм (зеленый цвет).

Для других волн чувствительность глаза ниже, а вне интервала (400– 760 нм) чувствительность глаза равна нулю.

Световым потоком называется поток световой энергии, оцениваемый по зрительному ощущению. Единицей светового потока является люмен (лм). Соответственно, интенсивность измеряется либо в энергетических единицах (Вт/м2), либо в световых единицах (лм/м2).

Интенсивность света характеризует численное значение средней энергии, переносимой световой волной в единицу времени через единицу площади площадки, поставленной перпендикулярно направлению распространения волны. Линии, вдоль которых распространяется световая энергия, называют лучами. Раздел оптики, в котором изучаются законы распространения светового

излучения на основе представлений о световых лучах, называется геометрической, или лучевой оптикой.

С учетом (7.3)

Геометрическая оптика – это приближенное рассмотрение распространения света в предположении, что свет распространяется вдоль некоторых линий – лучей (лучевая оптика). В этом приближении пренебрегают конечностью длин волн света, полагая, что λ→ 0.

Геометрическая оптика позволяет во многих случаях достаточно хорошо рассчитать оптическую систему. Но в ряде случаев реальный расчет оптических систем требует учета волновой природы света.

Первые три закона геометрической оптики известны с древних времен. 1. Закон прямолинейного распространения света.

Закон прямолинейного распространения света утверждает, что в

однороднойсреде свет распространяется прямолинейно.

Если среда неоднородна, т. е. ее показатель преломления изменяется от точки к точке, или n = n( r ) , то свет не будет распространяться по прямой. При

наличии резких неоднородностей, таких, как отверстия в непрозрачных экранах, границы этих экранов, наблюдается отклонение света от прямолинейного распространения.

2. Закон независимости световых лучей утверждает, что лучи при пересечениине возмущают друг друга. При больших интенсивностях этот закон не соблюдается, происходит рассеяние света на свете.

3 и 4. Законы отражения и преломления утверждают, что на границе раздела двух сред происходит отражение и преломление светового луча. Отраженный и преломленный лучи лежат в одной плоскости с падающим

лучом и перпендикуляром, восстановленным к границе раздела в точке падения

(рис. 8.1).

Угол падения равен углу отражения:

Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно отношению показателя преломления второй среды к показателю преломления первой:

sini	=	n2	= n21	.	(8.8)

sinr n1

Закон преломления был открыт в XVIIв. В. Снеллиусом и Р. Декартом.

Законы отражения и преломления могут нарушаться в анизотропных средах, т. е. средах, преломления зависит от направления в пространстве.

Рис. 8.1

для которых показатель

Источник