$ c = f \ lambda $で光速を見つけますか?

EM放射を波と考えると、時間とともに振動するのは電界と磁界であると言われています。したがって、$ f $は距離の周波数ではなく、電磁界の周波数です。

方程式$ c = f \ lambda $から波長を導出することも教えられています。しかし、これは疑問を投げかけます:$ f $が距離の振動の周波数ではなく、$ \ lambda $が距離の尺度である場合、方程式$ c = f \ lambda $はそもそも偽物ではありませんか?

コメント

  • 距離の頻度"の意味を説明してください" ?

回答

一般に、速度が$ v $、周波数が$ f $の波の場合、波長は次の式で与えられます。

$$ \ lambda = \ frac {v} {f} $$

この場合、光または電磁放射の場合、$ v = c $です。したがって、周波数が$ f $、波長が$ \ lambda $の入射放射を測定する場合、次のようになります。

$$ c = \ lambda f $$

または大まかに言って、測定には不確実性があるためです。次元的には、方程式は完全に問題ありません。$ [f] = \ mathrm {s} ^ {-1} $と$ [\ lambda] = \ mathrm {m} $、したがって$ [\ lambda f] = \ mathrm {ms} ^ {-1} $これは必要に応じて正確に速度です。


または、enを思い出してください。周波数$ f $の光子のエネルギーは、$ E = hf $で与えられます。ここで、$ h $はプランク定数です。したがって、光速$ c $は、$$ c = \ frac {E \ lambda} {h} $$

として表すことができます。ここで、$ E $は測定するエネルギーであり、$ \ lambda $もう一度波長。たとえば、紫外線の場合、$ E $が(スペクトルのもう一方の端と比較して)大きいことがわかっています。これは、$ \ lambda $が低いことを意味します。

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