سرعت موج در مقابل فرکانس موج
سرعت موج و فرکانس موج دو ویژگی بسیار مهم یک موج هستند. سرعت موج بیانگر سرعت انتشار انرژی است. فرکانس موج، سرعت نوسان موج را توصیف می کند. هر دوی این ویژگی ها در تعریف و توصیف موج بسیار مهم هستند. دانش مناسب در این مفاهیم برای برتری در زمینه هایی مانند مکانیک کلاسیک، مکانیک کوانتومی و حتی زمینه های ساده مانند آکوستیک مورد نیاز است. در این مقاله قصد داریم به بررسی فرکانس موج و سرعت موج، تعاریف آنها، شباهت های سرعت موج و فرکانس موج و در نهایت تفاوت سرعت موج و فرکانس موج بپردازیم.
فرکانس موج
فرکانس مفهومی است که در حرکات تناوبی اجسام مورد بحث قرار می گیرد. برای درک مفهوم فرکانس، درک صحیح حرکات تناوبی مورد نیاز است. حرکت تناوبی را می توان هر حرکتی دانست که در یک بازه زمانی ثابت تکرار می شود. سیاره ای که به دور خورشید می چرخد یک حرکت تناوبی است. ماهواره ای که به دور زمین می چرخد یک حرکت تناوبی است. حتی حرکت یک مجموعه توپ تعادل یک حرکت دوره ای است. بیشتر حرکات تناوبی که با آنها مواجه می شویم دایره ای، خطی یا نیمه دایره ای هستند. حرکت تناوبی فرکانس دارد. فرکانس به این معنی است که رویداد چقدر «تکرار» است. برای سادگی، فرکانس را به عنوان وقوع در ثانیه در نظر می گیریم. حرکات تناوبی می تواند یکنواخت یا غیر یکنواخت باشد. یونیفرم می تواند سرعت زاویه ای یکنواختی داشته باشد. توابعی مانند مدولاسیون دامنه می توانند دوره های مضاعف داشته باشند. آنها توابع تناوبی هستند که در توابع تناوبی دیگر محصور شده اند. فرکانس موج خاصیتی است که توسط منبع موج تعیین می شود.برای امواجی مانند نور و صدا، فرکانس یک موج بدون توجه به رسانه ای که در آن حرکت می کند یکسان می ماند.
سرعت موج
سرعت موج سرعتی است که موج در یک محیط منتشر می شود. سرعت موج یکی از ویژگی های محیط است. این را می توان با اصطلاح امپدانس توصیف کرد. امپدانس مقاومت محیط در برابر انتشار موج است. یک محیط با امپدانس بالاتر باعث می شود که موج کندتر حرکت کند در حالی که محیطی با امپدانس کمتر باعث می شود که موج سریعتر حرکت کند. ارتباط بین سرعت موج و فرکانس موج با معادله معروف V=f λ به دست می آید که در آن V سرعت موج، f فرکانس موج و λ طول موج است. امپدانس محیط به فرکانس موج نیز بستگی دارد.
تفاوت بین سرعت موج و فرکانس موج چیست؟
• سرعت موج یک مقدار سرعت است که بر حسب متر بر ثانیه اندازه گیری می شود. فرکانس موج یک مقدار فرکانس است که با هرتز اندازه گیری می شود.
• سرعت موج یک ویژگی محیط برای نوع خاصی از موج است. فرکانس موج یک ویژگی است که با فرکانس منبع تعیین می شود.
• فرکانس موج بدون توجه به رسانه ای که موج روی آن حرکت می کند ثابت می ماند. سرعت موج با محیط تغییر می کند. این تغییر در سرعت موج باعث مشاهداتی مانند شکست می شود.
