Tripboba.com – Die Wellenlänge ist der Abstand zwischen den Spitzen einer Frequenzwelle und der anderen. Sie wird am häufigsten mit dem elektromagnetischen Spektrum in Verbindung gebracht. Wie man die Wellenlänge bestimmt, hängt von den gegebenen Informationen ab.
Wenn man die Geschwindigkeit und Frequenz der Welle kennt, kann man die Grundformel für die Wellenlänge verwenden. Will man die Wellenlänge des Lichts bei gegebener spezifischer Energie eines Photons bestimmen, so verwendet man die Energiegleichung.
Aber keine Sorge! Denn die Wellenlänge zu bestimmen ist ganz einfach, wenn man die richtige Gleichung kennt. Lies diesen Artikel weiter, um zu erfahren, wie man die Wellenlänge findet.
Wie man die Wellenlänge anhand der Frequenz findet
Um zu wissen, wie man die Wellenlänge bei gegebener Geschwindigkeit und Frequenz findet, musst du mit der Wellenlängengleichung rechnen. Dividiere einfach die Geschwindigkeit der Welle durch ihre Frequenz, um die Wellenlänge einer Welle zu ermitteln. Hier ist die Formel zur Bestimmung der Wellenlänge:
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Die Wellenlänge wird üblicherweise durch den griechischen Buchstaben Lambda dargestellt. Die Geschwindigkeit wird üblicherweise durch den Buchstaben v dargestellt, während die Frequenz durch den Buchstaben f dargestellt wird. Die Gleichung kann also auch wie folgt geschrieben werden:
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Vergessen Sie nicht, stets die richtigen Einheiten zu verwenden. Die Geschwindigkeit kann sowohl in metrischen als auch in imperialen Einheiten wie Meilen pro Stunde (mph) oder Kilometer pro Stunde (kph) angegeben werden. Die Wellenlänge wird fast immer in metrischen Einheiten wie Nanometern oder Metern angegeben. Die Frequenz wird im Allgemeinen in Hertz (Hz) ausgedrückt, was pro Sekunde bedeutet.
Dann muss man nur noch die gegebenen Größen in die Gleichung einsetzen und das gegebene Problem lösen.
Wie man die Wellenlänge aus der Energie bestimmt
Um die Wellenlänge zu bestimmen, benötigt man entweder die Frequenz oder die Energie der Strahlung. Mit einer einfachen Umstellung der Planckschen Gleichung erhalten wir die folgende Wellenlängenformel:
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Bei h und c handelt es sich um Konstanten, so dass die Gleichung zur Umrechnung von Wellenlänge in Energie im Grunde besagt, dass die Wellenlänge proportional zum Kehrwert der Energie ist. Mit anderen Worten, langwellige Strahlung, also Licht am roten Ende des Spektrums, hat weniger Energie als kurzwelliges Licht am violetten Ende des Spektrums.
Wie findet man die Wellenlänge eines Photons
Wenn man die Frequenz des Photons kennt, kann man die Wellenlänge anhand der folgenden Gleichung berechnen:
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Wobei c die Lichtgeschwindigkeit und ν die Frequenz ist.
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Wie findet man die Wellenlänge des Lichts
Wenn man die Wellenlänge des Lichts bei gegebener spezifischer Energie eines Photons bestimmen will, verwendet man die Energiegleichung. Die Formel für die Energie mit der Wellenlänge lautet wie folgt:
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Wobei E die Energie des Systems in Joule (J) ist, h die Plancksche Konstante: 6.626 x 10-34 Joule-Sekunden (Js), c ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum: 3,0 x 108 Meter pro Sekunde (m/s), und lambda ist die Wellenlänge in Metern (m).
Umstellen Sie die Gleichung, um die Wellenlänge zu lösen. Wenn du beide Seiten der Gleichung mit der Wellenlänge multiplizierst und dann beide Seiten durch die Energie teilst, erhältst du folgende Gleichung:
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Wenn du die Energie des Photons kennst, kannst du seine Wellenlänge berechnen. Außerdem kann man mit dieser Gleichung auch die maximale Wellenlänge des Lichts bestimmen, die notwendig ist, um Metalle zu ionisieren.
Setzen Sie einfach die zur Ionisierung erforderliche Energie ein und lösen Sie die entsprechende Wellenlänge. Wenn du mit der Aufstellung der Gleichung fertig bist, kannst du nun die bekannten Variablen einsetzen und die Aufgabe lösen.
Da die beiden anderen Variablen Konstanten sind, sind sie immer gleich. Um die Aufgabe zu lösen, multipliziere die Konstanten miteinander und teile sie dann durch die Energie.
Wie man die Wellenlänge aus einem Graphen ermittelt
Um die Frequenz und die Wellenlänge aus Verschiebungsgraphen zu berechnen, versuche die folgenden Schritte, um eine gegebene Aufgabe als Beispiel zu lösen.
Die vertikale Position eines bestimmten Punktes auf einer Saite im Laufe der Zeit ist unten dargestellt.
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Wenn sich die Frequenz verdoppelt, wie groß ist dann die neue Periode? Lösen Sie das Problem, indem Sie die folgenden Schritte befolgen:
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Fehler erkennen
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Wenn du versuchst, mathematische Probleme zu lösen, sei vorsichtig mit deinen Berechnungen. Du kannst deine Antwort überprüfen, indem du die Wellenlänge mit der Frequenz multiplizierst. Wenn du den richtigen Wert für die Wellenlänge gefunden hast, sollte die Multiplikation mit der Frequenz die Wellengeschwindigkeit ergeben, mit der du begonnen hast.
Da die Berechnung der Wellenlänge oft sehr große Zahlen umfasst, kannst du die wissenschaftliche Notation verwenden, um Rundungsfehler zu vermeiden. Ändern Sie auch nicht die Frequenz, wenn eine Welle in ein anderes Medium eintritt. Zu guter Letzt sollten Sie immer darauf achten, dass Sie nur die richtigen Einheiten verwenden.