Taajuus ja aallonpituus ovat kaksi aaltojen perusominaisuutta. Taajuus (Hz) on aallon toistumiskertojen määrä sekunnissa. Aallonpituus on fyysinen etäisyys peräkkäisten harjojen välillä. Ne ovat kääntäen verrannollisia aallon nopeuden kautta väliaineessa.
Kaava
Aallonpituus = Nopeus / Taajuus
λ = v / f
Tai:
Taajuus = Nopeus / Aallonpituus
f = v / λ
Sähkömagneettisille aalloille (valo) tyhjiössä: v = 3 × 10⁸ m/s.
Esimerkki: Valo
Vihreän valon aallonpituus on noin 500 nm. Mikä on taajuus?
500 nm = 5 × 10⁻⁷ m
f = (3 × 10⁸) / (5 × 10⁻⁷) = 6 × 10¹⁴ Hz
Ihmissilmä reagoi taajuuksiin 4×10¹⁴ Hz (punainen) – 8×10¹⁴ Hz (violetti).
Nopeus vaihtelee väliaineen mukaan
| 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 |
Esimerkki: Ääni
440 Hz:n ääniaaltoa (sävel A) ilmassa (343 m/s):
λ = 343 / 440 = 0,78 m = 78 cm
Vedessä (1 480 m/s):
λ = 1 480 / 440 = 3,36 m
Sovellukset
- Radiolähetys: eri taajuudet vaativat erilaisia antenneja
- Optiikka: linssisuunnittelu riippuu aallonpituudesta
- Akustiikka: tilan mitat vaikuttavat resonanssitaajuuksiin
- Tähtitiede: punasiirtymä paljastaa kaukaisten kohteiden nopeuksia
Vinkkejä
Muista, että taajuus ei muutu aallon siirtyessä eri väliaineeseen — mutta aallonpituus muuttuu. Mitä korkeampi taajuus, sitä lyhyempi aallonpituus.