Alle Wellen—Licht, Schall, Radio, Erdbeben—teilen eine grundlegende Beziehung zwischen Wellenlänge, Frequenz und Wellengeschwindigkeit. Das Verständnis dieser Beziehung ist wesentlich in der Physik, Telekommunikation und Akustik.
Die Wellengeschwindigkeitsgleichung
v = f × λ
Wobei:
- v = Wellengeschwindigkeit (m/s)
- f = Frequenz (Hz = Schwingungen pro Sekunde)
- λ (Lambda) = Wellenlänge (m)
Umstellungen:
- f = v / λ
- λ = v / f
Lichtwellen
Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum beträgt c = 3 × 10⁸ m/s.
Beispiel: Bestimme die Wellenlänge von blauem Licht mit der Frequenz 6,5 × 10¹⁴ Hz. λ = c / f = (3 × 10⁸) / (6,5 × 10¹⁴) = 4,62 × 10⁻⁷ m = 462 nm (blauviolett)
Schallwellen
Die Schallgeschwindigkeit in Luft bei 20°C beträgt etwa 343 m/s.
Beispiel: Bestimme die Wellenlänge des mittleren C (262 Hz) in Luft. λ = 343 / 262 = 1,31 Meter
Beispiel: Bestimme die Frequenz einer Schallwelle mit der Wellenlänge 0,5 m. f = 343 / 0,5 = 686 Hz (im Hörbereich von 20 Hz–20.000 Hz)
Elektromagnetisches Spektrum
| Strahlung | Frequenz (Hz) | Wellenlänge |
|---|---|---|
| Radio | 10³–10⁹ | 0,3 mm – 300 km |
| Mikrowelle | 10⁹–10¹² | 0,3 mm – 30 cm |
| Infrarot | 10¹²–4×10¹⁴ | 700 nm – 300 μm |
| Sichtbares Licht | 4–7,5×10¹⁴ | 400–700 nm |
| Ultraviolett | 7,5×10¹⁴–10¹⁷ | 10–400 nm |
| Röntgenstrahlen | 10¹⁷–10²⁰ | 0,01–10 nm |
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