Găsirea vitezei luminii cu $ c = f \ lambda $?

Când se consideră radiațiile EM ca unde, se spune că sunt câmpuri electrice și magnetice care oscilează cu timpul. Prin urmare, $ f $ nu este frecvența distanței, ci a câmpurilor electromagnetice.

De asemenea, am fost învățat să deriv lungimea de undă din ecuația $ c = f \ lambda $. Cu toate acestea, acest lucru ridică o întrebare: dacă $ f $ nu este frecvența oscilației distanței și $ \ lambda $ este măsura distanței nu este ecuația $ c = f \ lambda $ falsă în primul rând?

Comentarii

  • Puteți explica ce înseamnă " frecvența distanței " ?

Răspuns

În general, pentru o undă cu viteză $ v $ și frecvență $ f $, lungimea de undă este dată de,

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

În cazul nostru, pentru lumină sau radiații electromagnetice, $ v = c $. Prin urmare, dacă măsurăm o anumită radiație care are frecvența $ f $ și lungimea de undă $ \ lambda $, trebuie să păstreze,

$$ c = \ lambda f $$

sau aproximativ, deoarece măsurătorile noastre au incertitudini. Din punct de vedere dimensional, ecuația este perfectă; observați că $ [f] = \ mathrm {s} ^ {- 1} $ și $ [\ lambda] = \ mathrm {m} $, deci $ [\ lambda f] = \ mathrm {ms} ^ {- 1} $, care este exact viteza, după cum este necesar.


Alternativ, reamintiți en ergia unui foton cu frecvența $ f $ este dată de, $ E = hf $ unde $ h $ este constanta lui Planck. Prin urmare, am putea exprima viteza luminii, $ c $, ca $$ c = \ frac {E \ lambda} {h} $$

cu $ E $ fiind energia pe care o măsurăm și $ \ lambda $ încă o dată lungimea de undă. De exemplu, pentru lumina ultravioletă, știm că $ E $ este mare (în comparație cu celălalt capăt al spectrului), ceea ce implică un $ \ lambda $ scăzut.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *