¿Cuál es la relación entre la longitud de onda y la frecuencia?

Sabemos que los campos eléctricos y magnéticos viajan en ondas y la perturbación de estos campos se llama luz. Por ejemplo, cuando arrojas una piedra a una piscina, podemos notar las olas en forma circular que se mueven hacia afuera desde la piedra. Similar a estas ondas, cada ondulación de luz tiene una secuencia de puntos altos llamados crestas, donde el campo eléctrico es máximo, y una secuencia de puntos bajos llamados valles, donde el campo eléctrico es más bajo. La distancia entre dos crestas de onda se llama longitud de onda y para los valles también será la misma. El número de ondas que cruzan un punto específico en 1 segundo se conoce como frecuencia y se calcula en ciclos/segundo conocido como HZ (Hertz). En este artículo se analiza la relación entre la longitud de onda y la frecuencia.

Relación entre longitud de onda y frecuencia

La relación entre longitud de onda y frecuencia trata principalmente de frecuencia, longitud de onda y su relación.

¿Qué es la frecuencia?

La frecuencia se puede definir como el número de oscilaciones de ondulación por cada unidad de tiempo calculada en Hz (hertz). El rango de frecuencia que escuchan los humanos es de 20 Hz a 20 000 Hz. Si la frecuencia del sonido está por encima del rango de los oídos humanos, entonces se llama ultrasonido. De manera similar, si la frecuencia del sonido está por debajo del rango de los oídos humanos, entonces se llama infrasonido.

La ecuación de frecuencia (f) es = 1 / T

Dónde

f = frecuencia

T = periodo de tiempo

¿Qué es la longitud de onda?

La longitud de onda (distancia/longitud) se puede definir como la distancia entre dos puntos cercanos en fase entre sí. Por lo tanto, dos picos huecos contiguos en una forma de onda están separados por una distancia de solo una longitud de onda. La longitud de onda de una onda se puede describir con un símbolo lambda 'λ'.

La longitud de onda es la distancia entre dos crestas o dos valles en una onda. El punto más alto de la onda es la cresta, mientras que el punto más bajo de la forma de onda es un valle. Las unidades de longitud de onda son metros, cms, mms, nms, etc.

La ecuación para la longitud de onda (λ) es = λ = v/f

Dónde

V = velocidad de fase o velocidad

f = frecuencia

¿Cuál es la relación entre la longitud de onda y la frecuencia?

El movimiento de ondas electromagnéticas o EM se puede realizar a una velocidad de 299.792 km/seg. Esta es una de las características importantes. Hay muchos tipos de ondas disponibles que varían con la frecuencia y la longitud de onda. La velocidad de la luz se puede definir como la frecuencia de la onda EM multiplicada por su longitud de onda.

Velocidad de la luz = longitud de onda * frecuencia de oscilación

La ecuación anterior se utiliza para averiguar la frecuencia o la longitud de onda de la onda EM dividiendo la medida por la velocidad de la luz para obtener otra medida.

La relación entre la frecuencia y la longitud de onda

La relación entre la longitud de onda y la frecuencia de la luz puede existir cuando una onda de alta frecuencia viaja más rápido que antes en una cuerda. En algún momento, podemos observar que la longitud de onda se vuelve más corta. Entonces, tenemos que saber exactamente cuál es esta relación.

Otra cantidad es un período de tiempo que puede usarse para ilustrar una señal. También se puede configurar cuando se tarda en completar una oscilación. Como la frecuencia decide cuántas veces oscila una onda y se puede expresar como,

Frecuencia = 1/T período de tiempo o f = 1/T

Cada posición en la señal alcanza la misma velocidad después de un solo período porque una señal pasa por una oscilación a lo largo de un solo paso. Esto ocurre cuando cada resultado de la sesión de oscilación viaja una distancia de longitud de onda en la fase única para cerrar.

La velocidad de onda (v) se puede describir como el espacio recorrido por una onda por cada unidad de tiempo. Si se piensa que la señal viaja una distancia de una longitud de onda en un solo período,

V = λ/T

Por lo tanto, sabemos que T = 1/f, por lo que la ecuación anterior se puede expresar como:

V = fλ

La velocidad de la onda es equivalente al producto de su longitud de onda y su frecuencia, lo que implica la asociación entre estas dos.

Relación entre la longitud de onda guiada y la frecuencia de corte

La relación entre la longitud de onda guiada y la frecuencia de corte se analiza a continuación.

Guía de longitud de onda

La longitud de onda guiada se puede definir como el espacio entre dos planos de fase equivalentes con la guía de ondas. Esta longitud de onda es una función utilizada para operar la frecuencia así como la longitud de onda de corte bajo. La ecuación para la longitud de onda guía se muestra a continuación.

λguía = λespacio libre /√((1- λespacio libre)/ λcorte)2

λguía = c/f x1/√1-(c/2af)2

Esto se usa principalmente cuando se diseñan formaciones distribuidas en la guía de ondas. Por ejemplo, si diseñamos un interruptor de diodo como un diodo PIN usando dos diodos de derivación con espacios de longitud de onda de 3/4 por separado, use la longitud de onda guía (3/4) en su diseño. En una guía de ondas, la longitud de onda guiada es más larga que en el espacio libre.

frecuencias de corte

Hay diferentes tipos de modos de transmisión que admiten una guía de ondas. Pero el modo de transmisión normal en la guía de onda rectangular se conoce como TE10. La longitud de onda de corte superior o la frecuencia de corte inferior utilizada para este modo es extremadamente simple. La frecuencia de corte superior está exactamente una octava por encima de la frecuencia inferior.

λ umbral superior = 2 xa

F_{corte inferior} = c/2a (GHz)

a = dimensión de la pared ancha

c = velocidad de la luz

Los límites operativos típicos que se utilizan para las guías de ondas rectangulares se encuentran entre el 125 % y el 189 % de la frecuencia de corte inferior. Por tanto, la frecuencia de corte del WR90 es de 6,557 GHz y la banda de funcionamiento habitual será de 8,2 GHz a 12,4 GHz. La operación de la guía se detendrá en la frecuencia de corte más baja.

Relación entre la velocidad de la longitud de onda del sonido y la frecuencia

Una onda de sonido viaja a una velocidad particular y también tiene propiedades como la longitud de onda y la frecuencia. La velocidad del sonido se puede observar en un fuego artificial. La llamarada de una explosión se observa bien una vez que su sonido se escucha claramente, las ondas de sonido viajan a una velocidad fija que es mucho más lenta en comparación con la luz.

La frecuencia del sonido se puede conocer directamente como el tono. La longitud de onda del sonido no se detecta directamente, sin embargo, se encuentra evidencia indirecta en la conexión del tamaño del instrumento musical con el tono.

La relación entre la velocidad de la longitud de onda del sonido y la frecuencia es la misma para todas las ondas.

Vw = fλ

Donde 'Vw' es la velocidad del sonido.

'f' es la frecuencia

'λ' es la longitud de onda.

Una vez que la onda de sonido comienza a moverse de un medio a otro, se puede cambiar la velocidad del sonido. Pero, en general, la frecuencia sigue siendo muy similar porque es similar a una oscilación impulsada. Si 'Vw' cambia y la frecuencia permanece igual, después de eso la longitud de onda Debe ser cambiado. Cuando la velocidad del sonido es mayor, su longitud de onda es mayor para una frecuencia específica.