Frekvens og bølgelængde er to fundamentale egenskaber ved bølger. Frekvens (målt i Hz) er, hvor mange gange i sekundet en bølge gentager sig. Bølgelængde er den fysiske afstand mellem på hinanden følgende toppe. De er omvendt proportionale via bølgens hastighed i mediet.
Formlen
Bølgelængde = Hastighed / Frekvens
λ = v / f
Eller:
Frekvens = Hastighed / Bølgelængde
f = v / λ
For elektromagnetiske bølger (lys) i vakuum: v = 3 × 10⁸ m/s.
Eksempel: Lys
Synligt grønt lys har en bølgelængde på ca. 500 nm. Hvad er dets frekvens?
500 nm = 5 × 10⁻⁷ m
f = (3 × 10⁸) / (5 × 10⁻⁷) = 6 × 10¹⁴ Hz
Menneskelige øjne reagerer på frekvenser fra 4×10¹⁴ Hz (rød) til 8×10¹⁴ Hz (violet).
Hastighed varierer med mediet
| Medium | Speed | Relative to c |
|---|---|---|
| Vacuum | 3.0 × 10⁸ m/s | 1.0 |
| Air | 3.0 × 10⁸ m/s | ≈1.0 |
| Water | 2.25 × 10⁸ m/s | 0.75 |
| Glass | 2.0 × 10⁸ m/s | 0.67 |
Eksempel: Lyd
En lydbølge med 440 Hz (musikalsk tone A) bevæger sig i luft ved 343 m/s:
λ = 343 / 440 = 0,78 m = 78 cm
I vand (1 480 m/s):
λ = 1 480 / 440 = 3,36 m
Anvendelser
- Radiotransmission: Forskellige frekvenser kræver forskellige antennestørrelser
- Optik: Linsedesign afhænger af bølgelængden
- Akustik: Rumstørrelser påvirker resonerende frekvenser
- Astronomi: Rødforskydning afslører fjerne objekters hastigheder
Tips
Husk at frekvensen ikke ændrer sig, når en bølge går ind i et andet medium — men bølgelængden gør. Jo højere frekvens, jo kortere bølgelængde (omvendt proportional).