Når man vurderer EM-stråling som bølger, sies det at det er elektriske og magnetiske felt som svinger med tiden. Derfor er $ f $ ikke frekvens for avstand, men for elektromagnetiske felt.
Jeg har også blitt lært å utlede bølgelengden fra ligningen $ c = f \ lambda $. Dette reiser imidlertid et spørsmål: hvis $ f $ ikke er frekvens for svingning av avstand og $ \ lambda $ er mål for avstand, er ikke ligningen $ c = f \ lambda $ falsk i utgangspunktet?
Kommentarer
- Kan du forklare hva " frekvens for avstand " ?
Svar
Generelt, for en bølge med hastigheten $ v $ og frekvensen $ f $, er bølgelengde er gitt av,
$$ \ lambda = \ frac {v} {f} $$
I vårt tilfelle, for lys eller elektromagnetisk stråling, $ v = c $. Derfor, hvis vi måler innkommende stråling som har frekvensen $ f $ og bølgelengden $ \ lambda $, må den holde,
$$ c = \ lambda f $$
eller omtrent, ettersom målingene våre har usikkerhet. Ligningen er dimensjonalt helt grei. Merk at $ [f] = \ mathrm {s} ^ {- 1} $ og $ [\ lambda] = \ mathrm {m} $, derav $ [\ lambda f] = \ mathrm {ms} ^ {- 1} $ som er nøyaktig hastighet etter behov.
Alternativt kan du huske en ergy av et foton med frekvensen $ f $ er gitt av, $ E = hf $ der $ h $ er Plancks konstant. Derfor kunne vi uttrykke lysets hastighet, $ c $, da $$ c = \ frac {E \ lambda} {h} $$
med $ E $ som energien vi måler, og $ \ lambda $ nok en gang bølgelengden. For eksempel, for ultrafiolett lys, vet vi at $ E $ er stor (sammenlignet med den andre enden av spekteret), noe som innebærer en lav $ \ lambda $.