Vlnová rychlost vs vlnová frekvence
Vlnová rychlost a vlnová frekvence jsou dvě velmi důležité vlastnosti vlny. Rychlost vlny popisuje, jak rychle se energie šíří. Frekvence vln popisuje, jak rychle vlna kmitá. Obě tyto vlastnosti jsou velmi důležité při definování a popisu vlny. Správná znalost těchto konceptů je nutná, aby bylo možné vyniknout v oborech, jako je klasická mechanika, kvantová mechanika a dokonce i jednoduchá pole, jako je akustika. V tomto článku se budeme zabývat frekvencí vln a rychlostí vln, jejich definicemi, podobnostmi vlnové rychlosti a vlnové frekvence a nakonec rozdíly mezi vlnovou rychlostí a vlnovou frekvencí.
Frekvence vln
Frekvence je koncept diskutovaný v periodických pohybech objektů. Abychom porozuměli pojmu frekvence, je nutné správné porozumění periodickým pohybům. Periodický pohyb lze považovat za jakýkoli pohyb, který se opakuje ve stanoveném časovém období. Planeta otáčející se kolem slunce je periodický pohyb. Družice obíhající kolem Země je periodický pohyb; i pohyb sady balančních kuliček je periodický pohyb. Většina periodických pohybů, se kterými se setkáváme, jsou kruhové, lineární nebo půlkruhové. Periodický pohyb má frekvenci. Četnost znamená, jak „častá“je událost. Pro zjednodušení bereme frekvenci jako výskyt za sekundu. Periodické pohyby mohou být jednotné nebo nejednotné. Uniforma může mít jednotnou úhlovou rychlost. Funkce, jako je modulace amplitudy, mohou mít dvojí periody. Jsou to periodické funkce zapouzdřené v jiných periodických funkcích. Frekvence vln je vlastnost určená zdrojem vlny. U vln, jako je světlo a zvuk, zůstává frekvence vlny stejná bez ohledu na médium, po kterém se pohybuje.
Rychlost vln
Rychlost vlny je rychlost, kterou se vlna šíří v médiu. Rychlost vln je vlastnost média. To lze popsat termínem impedance. Impedance je odpor média vůči šíření vlny. Médium s vyšší impedancí způsobí, že se vlna bude pohybovat pomaleji, zatímco médium s nižší impedancí způsobí, že se vlna bude pohybovat rychleji. Souvislost mezi vlnovou rychlostí a vlnovou frekvencí je dána slavnou rovnicí V = f λ, kde V je vlnová rychlost, f je frekvence vlny a λ je vlnová délka. Impedance média také závisí na frekvenci vlny.
Jaký je rozdíl mezi vlnovou rychlostí a vlnovou frekvencí?
• Vlnová rychlost je hodnota rychlosti, která se měří v metrech za sekundu. Vlnová frekvence je hodnota frekvence, která se měří v hertzích.
• Rychlost vlny je vlastnost média pro určitý typ vlny. Frekvence vln je vlastnost určená frekvencí zdroje.
• Frekvence vln zůstává konstantní bez ohledu na médium, po kterém vlna cestuje. Rychlost vlny se mění s médiem. Tato změna rychlosti vln způsobuje pozorování, jako je lom světla.
