طول موج در مقابل فرکانس
فرکانس و طول موج دو پدیده ای هستند که در مکانیک موج با آن مواجه می شوند. فرکانس یک نوسان نشان می دهد که این رویداد چقدر "تکرار" است. طول موج یک موج طول موج واحد را توصیف می کند. هر دوی این مفاهیم در درک رشته هایی مانند مکانیک موجی، فیزیک مدرن، مکانیک کوانتومی و نظریه میدان الکترومغناطیسی بسیار مهم هستند. داشتن درک روشنی از این مفاهیم برای برتری در چنین زمینه‌هایی حیاتی است. در این مقاله قصد داریم به چیستی فرکانس و طول موج، تعاریف آنها، شباهت های طول موج و فرکانس و در نهایت تفاوت طول موج و فرکانس بپردازیم.
فرکانس
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. معکوس فرکانس حرکت تناوبی زمان یک دوره را نشان می دهد.حرکات هارمونیک ساده و حرکات هارمونیک میرایی نیز حرکات تناوبی هستند. بنابراین فرکانس یک حرکت تناوبی را می توان با استفاده از اختلاف زمانی بین دو اتفاق مشابه نیز بدست آورد. فرکانس یک آونگ ساده فقط به طول آونگ و شتاب گرانشی برای نوسانات کوچک بستگی دارد.
طول موج
طول موج مفهومی است که در زیر امواج مورد بحث قرار می گیرد. طول موج یک موج طولی است که شکل موج شروع به تکرار می کند. این را می توان با استفاده از معادله موج تعریف کرد. برای یک معادله موج وابسته به زمان ψ(x,t)، در یک زمان معین، اگر ψ(x,t) برای دو مقدار x برابر باشد و هیچ نقطه ای بین دو نقطه با مقدار ψ یکسان وجود نداشته باشد، اختلاف x مقادیر به عنوان طول موج موج شناخته می شوند. رابطه بین طول موج، فرکانس و سرعت موج با v=f λ داده می شود که f فرکانس موج و λ طول موج است. برای یک موج معین، از آنجایی که سرعت موج ثابت است، طول موج با فرکانس نسبت معکوس می شود.
تفاوت بین فرکانس و طول موج چیست؟
• فرکانس را می توان هم برای امواج و هم برای ارتعاشات و هم برای هر حرکت تناوبی دیگر تعریف کرد.
• طول موج فقط برای یک موج تعریف می شود. فرکانس بر حسب هرتز اندازه گیری می شود. طول موج بر حسب متر اندازه گیری می شود. طول موج موج با انرژی موج نسبت معکوس دارد. فرکانس به طور خطی با انرژی موج متناسب است.
