波長と周波数の関係は何ですか

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私たちは、電気と 磁気 フィールドは波の形で移動し、これらのフィールドの崩壊は光と呼ばれます。たとえば、石をプールに投げ込むと、石から外側に向かって移動する円形の波に気付くことができます。これらの波と同様に、すべての光リップルには、電界が最大になる場所では山と呼ばれる一連の高い点があり、電界が最も低い場所では谷と呼ばれる一連の低い点があります。 2つの波の山の間の距離は波長と呼ばれ、谷の場合も同じになります。 1秒以内に指定されたポイントを流れるリップルの数は周波数と呼ばれ、HZ(ヘルツ)と呼ばれるサイクル/秒で計算されます。この記事では、波長と周波数の関係について説明します。

波長と周波数の関係

波長と周波数の関係では、主に周波数とは何か、波長とは何か、そしてその関係について説明します。




頻度とは何ですか?

周波数は、Hz(ヘルツ)で計算される各単位時間のリップル振動の数として定義できます。人間が聞く周波数の範囲は20Hzから20000Hzの範囲です。音の周波数が人間の耳の範囲を超えている場合、それは超音波として知られています。同様に、音の周波数が人間の耳の範囲よりも小さい場合、それは超低周波音として知られています。

周波数(f)の式は= 1 / Tです。



どこ

f =頻度


T =期間

波長とは何ですか?

波長 (距離/長さ)は、互いに位相内にある2つの近接点間の距離として定義できます。したがって、波紋の谷にある2つの連続するピークは、単一波長の距離で分離されます。波の波長は、記号「λ」ラムダで表すことができます。

波長

波長

波長は、波の2つの山または2つの谷の間の距離です。波のピークポイントは山であり、波形の最低ポイントは谷です。波長の単位はメートル、cms、mms、nmsなどです。

波長(λ)の式は=λ= v / fです。

どこ

V =位相速度または速度

f =頻度

波長と周波数はどのように関連していますか?

の旅 電磁 またはEM波は299,792km /秒の速度で実行できます。これは重要な特徴の1つです。周波数や波長によって変化する波には多くの種類があります。光速は、EM波の周波数にその波長を掛けたものとして定義できます。

光速=波長*発振周波数

上記の式は、測定値を光速で割って別の測定値を取得することにより、EM波の周波数または波長を検出するために使用されます。

周波数と波長の関係

光の波長と周波数の関係は、高周波がロープ上を以前よりも速く伝わるときに存在する可能性があります。この段階のある段階で、波長が短くなることがわかります。したがって、この関係が正確にわかっている必要があります。

波長と周波数の関係

波長と周波数の関係

別の量は、信号を説明するために使用できる期間です。また、発振が完了するまでにかかる時間を定義することもできます。周波数が波の振動回数を決定するので、次のように表すことができます。

頻度= 1 / T期間またはf = 1 / T

信号は単一のステージ全体で1つの振動を通過するため、信号の各位置は1つの周期の後に同じレートに達します。これは、発振のすべてのセッション結果が単相内の波長距離を移動して閉じるときに発生します。

波の速度(v)は、単位時間ごとに波を通過した空間として説明できます。信号が単一の周期内で1つの波長距離を移動すると考えられる場合、

V =λ/ T

したがって、T = 1 / fであることがわかっているので、上記の式は次のように表すことができます。

V =fλ

波の速度は、その波長と周波数の積に相当します。これは、これら2つの間の関連を意味します。

ガイド波長とカットオフ周波数の関係

ガイド波長とカットオフ周波数の関係については、以下で説明します。

ガイド波長

導波波長は、導波路との2つの同等の位相面間のスペースとして定義できます。この波長は、周波数とローカットオフ波長を操作するために使用される関数です。ガイド波長の式を以下に示します。

λguide=λfreespace/√((1-λfreespace)/λcutoff)2

λguide= c / f x1 /√1-(c / 2af)2

これは主に、導波管内の分散フォーメーションを設計するときに使用されます。たとえば、次のようなダイオードスイッチを設計している場合 PINダイオード 3/4波長間隔の2つのシャントダイオードを別々に使用して、設計でガイド波長(3/4)を利用します。導波路では、誘導波長は自由空間で比較して長くなります。

カットオフ周波数

導波管をサポートする伝送モードにはさまざまなタイプがあります。しかし、方形導波管内の通常の伝送モードはTE10として知られています。このモードで使用される上限カットオフ波長または下限カットオフ周波数は非常に単純です。上限のカットオフ周波数は、正確に下限より1オクターブ上です。

λ上限カットオフ= 2 x a

fより低いカットオフ= c / 2a(GHz)

a =広い壁の寸法

c =光速

方形導波管に使用される通常の動作限界は、下限カットオフ周波数の125%から189%の範囲です。したがって、WR90のカットオフ周波数は6.557 GHzであり、通常の動作帯域は8.2 GHz〜12.4GHzの範囲になります。ガイドの動作は、より低いカットオフ周波数で停止します。

音速と周波数の関係

音波は特定の速度で伝わり、波長や周波数などの特性もあります。花火大会で音速を確認できます。爆風の炎は、その音がはっきりと聞こえるとよく観察され、音波は光に比べてはるかに遅い固定速度で伝わります。

音の周波数は、ピッチと呼ばれるものに直接気付くことができます。音の波長は直接検出されませんが、楽器のサイズとピッチの関係の中に間接的な証拠があります。

音速と周波数の関係はすべての波で同じです

Vw =fλ

ここで、「Vw」は音速です。

「f」は頻度です

「λ」は波長です。

音波が1つの媒体から別の媒体に伝わり始めると、音速を変更できます。しかし、通常、周波数は駆動振動に似ているため、非常に似ています。 「Vw」が変化し、周波数が同じままの場合、その後 波長 変更する必要があります。音速が速いほど、指定された周波数での波長が長くなります。