Калькулятор длины волны
Расчёт длины волны и частоты через скорость распространения: свет, звук, радиоволны, пресеты среды, период, диапазон спектра и цвет видимого света.
Что можно рассчитать
Длина волны показывает расстояние между соседними точками волны в одинаковой фазе. Этот калькулятор удобен, когда известна частота радиосигнала, нота звука, длина волны света или скорость в своей среде, а нужно быстро перейти к связанным величинам без ручного пересчёта единиц.
- λ — искомая длина волны.
- v — скорость распространения в выбранной среде.
- f — частота колебаний.
- f — частота, которую нужно найти.
- v — скорость волны в среде.
- λ — заданная длина волны.
- v — скорость распространения волны.
- λ — длина волны.
- f — частота.
- T — период одного колебания.
- f — частота колебаний.
- k — волновое число в радианах на метр.
- π — математическая постоянная пи.
- λ — длина волны.
В результате показываются длина волны, частота, период, волновое число и диапазон спектра. Для радиодиапазона дополнительно выводятся половина и четверть волны как ориентиры для размеров резонаторов и простых антенн.
Скорость волн в разных средах
Одинаковая частота не означает одинаковую длину волны в любой среде. Радиоволны в воздухе обычно считают почти как в вакууме, а звук, свет в воде и свет в стекле требуют другой скорости. Поэтому сначала выбирают среду, затем вводят известную величину.
| Тип волны / среда | Скорость v | Примечание |
|---|---|---|
| ЭМ-волна в вакууме или воздухе | 299 792 458 м/с | Скорость света c; для воздуха это практическое приближение |
| Свет в воде, показатель около 1.33 | около 225 408 км/с | Оценка через показатель преломления |
| Свет в стекле, показатель около 1.5 | около 199 862 км/с | Оценка через показатель преломления |
| Звук в воздухе (20 °C) | 343 м/с | Меняется с температурой |
| Звук в пресной воде | 1480 м/с | В 4 раза быстрее, чем в воздухе |
| Звук в стали | 5960 м/с | Самая быстрая в обычных металлах |
Электромагнитный спектр
Электромагнитный спектр полезен как проверка здравого смысла результата. Сантиметры и метры обычно попадают в радиодиапазон, сотни нанометров — в видимый свет, а очень короткие длины волн относятся к ультрафиолету, рентгеновскому или гамма-диапазону.
| Диапазон | Длина волны λ | Частота f |
|---|---|---|
| Радиоволны | > 1 м | < 300 МГц |
| Микроволны / СВЧ | 1 мм – 1 м | 300 МГц – 300 ГГц |
| Инфракрасное (ИК) | 780 нм – 1 мм | 0.3 – 400 ТГц |
| Видимый свет | 380 – 780 нм | 400 – 790 ТГц |
| Ультрафиолет (УФ) | 10 – 380 нм | 0.79 – 30 ПГц |
| Рентгеновское | 0.01 – 10 нм | 30 ПГц – 30 ЭГц |
| Гамма-излучение | < 0.01 нм | > 30 ЭГц |
Видимый свет: длина волны и цвет
| Цвет | Длина волны λ, нм | Частота f, ТГц |
|---|---|---|
| Фиолетовый | 380–450 | 668–789 |
| Синий | 450–485 | 618–668 |
| Голубой | 485–500 | 600–618 |
| Зелёный | 500–565 | 530–600 |
| Жёлтый | 565–590 | 508–530 |
| Оранжевый | 590–625 | 480–508 |
| Красный | 625–780 | 384–480 |
Радиоволны и антенны
Для радиочастот длина волны нужна прежде всего для масштаба: насколько крупной будет четвертьволновая антенна, поместится ли резонатор в корпус и почему низкие частоты требуют больших размеров.
| Сценарий | Частота | Длина волны | Практическая доля |
|---|---|---|---|
| Wi-Fi 2.4 ГГц | 2.4 ГГц | около 12.5 см | четверть волны около 3.1 см |
| FM 100 МГц | 100 МГц | около 3 м | четверть волны около 75 см |
| Bluetooth 2.4 ГГц | 2.4 ГГц | около 12.5 см | половина волны около 6.25 см |
Ограничения расчёта
- скорость звука зависит от температуры и свойств среды;
- для точной оптики нужен показатель преломления конкретного материала и длины волны;
- спектральные границы и видимый цвет являются приближёнными;
- энергия фотона здесь не считается: для неё нужен отдельный расчёт через постоянную Планка;
- LC/RC-резонанс и реальная конструкция антенны не входят в эту страницу.
Часто задаваемые вопросы
Источники и нормативная база
Расчёты выполняются на основе указанных нормативных и справочных источников. Ссылки открываются в новой вкладке.
Похожие инструменты
Рассчитайте частоту по периоду T, длине волны λ и скорости v, числу колебаний N за время t или оборотам в минуту. Калькулятор покажет частоту в Гц, период, угловую частоту и RPM.
Расчёт дифракционной решётки: найти угол максимума, длину волны, период d, штрихи на мм, все порядки, угловую дисперсию, разрешающую способность и схему дифракционной картины.
Расчёт преломления света на границе сред по закону Снеллиуса: угол преломления, обратный угол падения, показатели n₁/n₂, критический угол ПВО, скорости света и схема хода лучей.
Расчёт по формуле тонкой линзы для собирающих и рассеивающих линз: неизвестное расстояние, фокус, увеличение, тип изображения, оптическая сила и SVG-схема хода лучей.