Mes žinome, kad tiek elektriniai, tiek magnetinis laukai keliauja bangų pavidalu, o šių laukų sutrikimas vadinamas šviesa. Pavyzdžiui, kai mesite akmenį į baseiną, mes galime pastebėti bangas apskritimo forma, kurios juda į išorę nuo akmens. Panašiai kaip šiose bangose, kiekviena šviesos bangelė turi aukščiausių taškų seką, vadinamą keteromis, kur elektrinis laukas yra didžiausias, o žemųjų taškų seka yra vadinama loviais, kur elektrinis laukas yra žemiausias. Atstumas tarp dviejų bangų keterų vadinamas bangos ilgiu, o loviams jis taip pat bus vienodas. Per 1 sekundę per nurodytą tašką tekančių bangų skaičius yra žinomas kaip dažnis, ir jis apskaičiuojamas ciklais per sekundę, žinomu kaip HZ (Hertz). Šiame straipsnyje aptariamas bangos ilgio ir dažnio santykis.
Bangos ilgio ir dažnio ryšys
Santykis tarp bangos ilgio ir dažnio daugiausia aptaria, kas yra dažnis, koks yra bangos ilgis ir jo ryšys.
Kas yra dažnis?
Dažnis gali būti apibrėžtas kaip pulsacijos svyravimų skaičius kiekvienam laiko vienetui, apskaičiuojamas Hz (hercais). Žmonių girdimas dažnio diapazonas svyruoja nuo 20 Hz iki 20000 Hz. Jei garso dažnis yra didesnis nei žmogaus ausų diapazonas, jis vadinamas ultragarsu. Panašiai, jei garso dažnis yra mažesnis nei žmogaus ausų diapazonas, jis žinomas kaip infragarsas.
Dažnio (f) lygtis yra = 1 / T
Kur
f = dažnis
T = laikotarpis
Kas yra bangos ilgis?
Bangos ilgis (atstumas / ilgis) gali būti apibrėžiamas kaip atstumas tarp dviejų artimų taškų fazėje vienas su kitu. Todėl dvi gretimos smailės, kurios kitu atveju yra per bangavimą, yra atskirtos vieno bangos ilgio atstumu. Bangos bangos ilgį galima apibūdinti simboliu ‘λ’ lambda.
bangos ilgis
Bangos ilgis yra atstumas tarp dviejų keterų arba dviejų lovų bangoje. Bangos piko taškas yra viršūnė, o žemiausias bangos formos taškas yra lovis. Bangos ilgio vienetai yra metrai, cm, mms, nms ir kt.
Bangos ilgio (λ) lygtis yra = λ = v / f
Kur
V = fazės greitis arba greitis
f = dažnis
Kaip bangos ilgis ir dažnis yra susiję?
Kelionės elektromagnetinis arba EM bangos gali būti atliekamos 299 792 km / sek greičiu. Tai yra viena iš svarbių savybių. Yra daugybė bangų tipų, kurie skiriasi priklausomai nuo dažnio ir bangos ilgio. Šviesos greitį galima apibrėžti, kai EM bangos dažnis padauginamas iš jos bangos ilgio.
Šviesos greitis = bangos ilgis * svyravimo dažnis
Pirmiau pateikta lygtis naudojama norint sužinoti EM bangos dažnį ar bangos ilgį, padalijant matavimą su šviesos greičiu, kad gautume kitą matavimą.
Dažnio ir bangos ilgio santykis
Ryšys tarp bangos ilgio ir šviesos dažnio gali egzistuoti, kai aukšto dažnio banga virve virsta greičiau nei anksčiau. Tam tikrame to etape galime pastebėti, kad bangos ilgis virsta trumpesniu. Taigi turime tiksliai žinoti, koks yra šis santykis.
bangos ilgio ir dažnio santykis
Kitas dydis yra laikotarpis, kurį galima panaudoti signalui iliustruoti. Tai taip pat gali būti apibrėžta, kada reikia laiko svyravimui užbaigti. Kai dažnis nusprendžia, kiek kartų banga svyruoja, ir ją galima išreikšti taip,
Dažnis = 1 / T laikotarpis arba f = 1 / T
Kiekviena signalo padėtis pasiekia tą patį greitį po vieno periodo, nes signalas praeina per vieną virpesį per vieną etapą. Tai atsitinka, kai kiekvienas svyravimo seanso rezultatas keliauja per bangos ilgio atstumą vienos fazės metu, kad užsidarytų.
Bangos greitį (v) galima apibūdinti kaip per bangą kiekvieną laiko vienetą nueitą erdvę. Jei manoma, kad signalas per vieną laikotarpį nueina vieną bangos ilgį,
V = λ / T
Todėl mes žinome, kad T = 1 / f, todėl aukščiau pateiktą lygtį galima išreikšti kaip
V = f λ
Bangos greitis yra lygiavertis jos bangos ilgio ir dažnio sandaugai, o tai reiškia ryšį tarp šių dviejų.
Ryšys tarp valdomo bangos ilgio ir ribinio dažnio
Santykio valdomas bangos ilgis ir ribinis dažnis aptariami toliau.
Kreipiamojo bangos ilgis
Nukreiptą bangos ilgį galima apibrėžti kaip erdvę tarp dviejų lygiaverčių fazių plokštumų su bangolaidžiu. Šis bangos ilgis yra funkcija, naudojama dažnio, taip pat mažo ribinio bangos ilgio veikimui. Kreipiamojo bangos ilgio lygtis parodyta toliau.
λguide = λfrespace / √ ((1- λfreespace) / λ cutoff) 2
λ vadovas = c / f x1 / √1- (c / 2af) 2
Tai daugiausia naudojama projektuojant paskirstytas formacijas bangolaidyje. Pavyzdžiui, jei mes projektuojame diodinį jungiklį, pavyzdžiui, a PIN diodas naudodami du šunto diodus su 3/4 bangos ilgio erdvėmis, naudokite savo projektinį bangos ilgį (3/4). Bangolaidyje valdomas bangos ilgis yra ilgesnis, lyginant jį laisvoje erdvėje.
Ribiniai dažniai
Yra įvairių tipų perdavimo režimai, palaikantys bangolaidį. Tačiau įprastas stačiakampio bangolaidžio perdavimo režimas yra žinomas kaip TE10. Viršutinis ribinis bangos ilgis arba apatinis ribinis dažnis, naudojamas šiam režimui, yra labai paprastas. Viršutinis ribinis dažnis yra tiksliai viena oktava virš apatinės.
λ viršutinė riba = 2 x a
fapatinė riba= c / 2a (GHz)
a = platus sienos matmuo
c = šviesos greitis
Stačiakampio bangolaidžio įprastos veikimo ribos yra nuo 125% iki 189% apatinio ribinio dažnio. Todėl WR90 ribinis dažnis yra 6,557 GHz, o įprasta veikimo juosta svyruoja nuo 8,2 GHz iki 12,4 GHz. Kreipiklio darbas sustos esant žemesniam ribiniam dažniui.
Garso bangos ilgio ir dažnio ryšys
Garso banga sklinda tam tikru greičiu, be to, ji turi tokias savybes kaip bangos ilgis ir dažnis. Garso greitį galima stebėti fejerverkuose. Sprogimo liepsnas pastebimas gerai, kai jo garsas aiškiai girdimas, garso bangos sklinda fiksuotu greičiu, kuris yra daug lėtesnis, palyginti su šviesa.
Garso dažnis gali būti tiesiogiai, mes galime pastebėti, kuris žinomas kaip aukštis. Garso bangos ilgis nėra tiesiai nustatomas, tačiau netiesioginiai įrodymai yra susiję su muzikos instrumento dydžio ir aukščio ryšiu.
Garso bangos ilgio ir dažnio santykis yra vienodas visoms bangoms
Vw = fλ
Kur „Vw“ yra garso greitis.
„F“ yra dažnis
‘Λ’ yra bangos ilgis.
Kai garso banga pradeda judėti iš vienos terpės į kitą, garso greitį galima pakeisti. Tačiau dažnis išlieka labai panašus, nes jis yra panašus į valdomą svyravimą. Jei „Vw“ keičiasi ir dažnis išlieka toks pats, po to bangos ilgis turi būti pakeista. Kai garso greitis yra didesnis, tada jo bangos ilgis yra didesnis nurodytu dažniu.
