Frekvens och våglängd är två grundläggande egenskaper hos vågor. Frekvens (mätt i Hz) är hur många gånger per sekund en våg upprepar sig. Våglängd är det fysiska avståndet mellan på varandra följande toppar. De är omvänt proportionella via vågens hastighet i mediet.
Formeln
Våglängd = Hastighet / Frekvens
λ = v / f
Eller:
Frekvens = Hastighet / Våglängd
f = v / λ
För elektromagnetiska vågor (ljus) i vakuum: v = 3 × 10⁸ m/s.
Exempel: Ljus
Synligt grönt ljus har en våglängd på ~500 nm. Vad är frekvensen?
500 nm = 5 × 10⁻⁷ m
f = (3 × 10⁸) / (5 × 10⁻⁷) = 6 × 10¹⁴ Hz
Mänskliga ögon reagerar på frekvenser från 4×10¹⁴ Hz (rött) till 8×10¹⁴ Hz (violett).
Hastigheten varierar beroende på medium
| 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 |
Exempel: Ljud
En ljudvåg med 440 Hz (musiknoten A) rör sig i luft vid 343 m/s:
λ = 343 / 440 = 0,78 m = 78 cm
I vatten (1 480 m/s):
λ = 1 480 / 440 = 3,36 m
Tillämpningar
- Radiosändning: olika frekvenser kräver olika antennstorlekar
- Optik: linsdesign beror på våglängden
- Akustik: rumsliga dimensioner påverkar resonansfrekvenser
- Astronomi: rödförskjutning avslöjar hastigheter hos avlägsna objekt
Tips
Kom ihåg att frekvensen inte förändras när en våg går in i ett annat medium — men våglängden gör det. Ju högre frekvens, desto kortare våglängd (omvänt proportionell).