Πώς αλλάζει το μήκος κύματος και η συχνότητα με ταχύτητα;

Η σχέση μεταξύ μήκους κύματος, συχνότητας και ταχύτητας περιγράφεται από την ακόλουθη εξίσωση:

ταχύτητα =συχνότητα κύματος x

Ας καταθέσουμε πώς αλλάζουν αυτές οι μεταβλητές σε σχέση με την ταχύτητα:

* ταχύτητα: Αυτή είναι η ταχύτητα του κύματος, που συχνά αναφέρεται ως ταχύτητα διάδοσης του κύματος.

* μήκος κύματος: Αυτή είναι η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κορυφών (ή κοιλιακών) ενός κύματος.

* Συχνότητα: Αυτός είναι ο αριθμός των κυμάτων που περνούν ένα σταθερό σημείο σε ένα δευτερόλεπτο.

Πώς αλλάζουν:

* Εάν η ταχύτητα αυξάνεται:

* αυξάνεται το μήκος κύματος: Για να διατηρηθεί η ίδια συχνότητα, το κύμα πρέπει να τεντώσει, αυξάνοντας την απόσταση μεταξύ των κορυφών.

* Η συχνότητα παραμένει το ίδιο: Η συχνότητα παραμένει σταθερή επειδή ο αριθμός των κυμάτων που περνάει ένα σημείο ανά δευτερόλεπτο δεν αλλάζει.

* Εάν η ταχύτητα μειώνεται:

* μειώνεται το μήκος κύματος: Το κύμα συμπιέζει, με αποτέλεσμα μικρότερη απόσταση μεταξύ των κορυφών.

* Η συχνότητα παραμένει το ίδιο: Ο αριθμός των κυμάτων που περνούν ένα σημείο ανά δευτερόλεπτο παραμένει σταθερός.

Σημαντικά σημεία που πρέπει να εξεταστούν:

* Μέσο: Η ταχύτητα ενός κύματος εξαρτάται από το μέσο μέσω του οποίου ταξιδεύει. Για παράδειγμα, το φως ταξιδεύει γρηγορότερα σε κενό από τον αέρα ή το νερό. Οι αλλαγές στην ταχύτητα λόγω αλλαγών στο μέσο θα επηρεάσουν το μήκος κύματος.

* σταθερή συχνότητα: Σε πολλές περιπτώσεις, η συχνότητα ενός κύματος παραμένει σταθερή, ακόμη και ως αλλαγή ταχύτητας και μήκους κύματος. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τα ηχητικά κύματα και τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα.

Παράδειγμα:

Σκεφτείτε ένα ηχητικό κύμα. Εάν η ταχύτητα του ήχου αυξάνεται (π.χ. από τον αέρα στο νερό), το μήκος κύματος του ηχητικού κύματος θα αυξηθεί, αλλά η συχνότητα του ήχου θα παραμείνει η ίδια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το βήμα ενός ήχου δεν αλλάζει όταν ταξιδεύει από αέρα σε νερό.

Συμπέρασμα:

Γενικά, η ταχύτητα ενός κύματος είναι άμεσα ανάλογη με το μήκος κύματος του. Εάν η ταχύτητα αυξάνεται, το μήκος κύματος αυξάνεται και αντίστροφα. Η συχνότητα ενός κύματος, ωστόσο, συνήθως παραμένει σταθερή εκτός εάν η πηγή του κύματος αλλάζει τη συχνότητα του.