Lungime de undă
De la Wikipedia, enciclopedia liberă
În fizică, lungimea de undă este un parametru de bază al oricărui fenomen ondulatoriu (undă) care se propagă în spaţiu şi anume reprezintă distanţa parcursă de undă pe durata unei oscilaţii, ori distanţa dintre două puncte din spaţiu între care defazajul relativ al oscilaţiilor este de 2π radiani.
Astfel de fenomene pot fi de exemplu undele electromagnetice (lumina, undele radio, etc.) şi undele mecanice (sunetele, undele seismice, etc.). Prin extensie, pentru orice fenomen care se repetă în spaţiu, perioada de repetare se poate numi lungime de undă. De exemplu în matematică, dacă o funcţie sinusoidală are ca argument poziţia în spaţiu, atunci distanţa la care funcţia îşi repetă valorile se numeşte lungime de undă.
Lungimea de undă este legată de viteza de propagare a undei respective şi de frecvenţa ei prin relaţia
unde simbolurile reprezintă:
- λ = lungimea de undă,
- c = viteza de propagare a undei în mediul respectiv,
- f = frecvenţa undei, inversa perioadei temporale,
- T = perioada undei.
În cazul luminii c este 299.792.458 m/s în vid (valoare exactă, prin definiţia metrului) şi doar puţin mai mică în aer. În cazul undelor sonore propagate în aer c este 343 m/s la temperatura de 20°C.
Lungimea de undă are un sens bine definit numai în cazul unei unde monocromatice, adică de o singură frecvenţă şi ale cărei oscilaţii se repetă la infinit. În acest caz idealizat, lungimea de undă este cea mai mică mărime λ care îndeplineşte relaţia
- u(x) = u(x + kλ)
unde u este parametrul oscilant al undei (de exemplu intensitatea cîmpului electric în cazul unei unde electromagnetice, presiunea instantanee locală a mediului în cazul undelor sonore, etc.), x este poziţia de-a lungul direcţiei de propagare a undei, iar k este un număr întreg. Trebuie precizat că formula anterioară este riguros exactă numai în cazul undelor plane care se propagă într-un mediu omogen.
În timp ce lungimea de undă depinde de mediul în care se propagă unda, frecvenţa undei este constantă, cel puţin în cazul în care sursa, receptorul şi mediul de propagare sînt în repaus relativ. De aceea, în precizarea parametrilor undei se preferă adesea frecvenţa acesteia. Dacă totuşi o undă este descrisă prin lungimea de undă a oscilaţiilor sale, trebuie precizat sau convenit mediul de propagare. De exemplu, în cazul luminii, există convenţia de a considera că toate lungimile de undă se referă la propagarea în vid.
Categorii: Fizică | Mărimi fizice | Unde