Calcolatore di lunghezza d'onda

Che cos’è un calcolatore di lunghezza d’onda?

Un calcolatore di lunghezza d’onda è uno strumento online gratuito che collega le tre grandezze che descrivono qualsiasi onda in propagazione: la sua lunghezza d’onda, la sua frequenza e la velocità con cui si muove. La lunghezza d’onda è la distanza su cui si ripete la forma di un’onda — lo spazio tra due creste adiacenti o due ventri adiacenti. Poiché queste tre grandezze sono legate da un’unica relazione, conoscerne due fissa la terza. Questo calcolatore permette di risolvere quella che ti serve, inserisce automaticamente la velocità della luce quando lasci vuoto il campo della velocità dell’onda e gestisce per te tutte le conversioni di unità.

Lunghezza d’onda, frequenza e velocità dell’onda

Ogni onda trasporta una perturbazione ripetitiva attraverso lo spazio. La frequenza conta quanti cicli completi passano per un punto fisso ogni secondo, misurata in hertz (Hz). La lunghezza d’onda è l’estensione spaziale di uno di questi cicli. La velocità dell’onda indica quanto rapidamente avanza il motivo. Le tre non sono indipendenti: un’onda che oscilla rapidamente e viaggia veloce deve avere ondulazioni corte, mentre un’oscillazione lenta alla stessa velocità allunga le ondulazioni. Per la luce e le altre onde elettromagnetiche nel vuoto, la velocità dell’onda è la velocità della luce, $c = 299{,}792{,}458$ m/s, motivo per cui questo calcolatore la usa come predefinita.

Come funziona il calcolatore?

Scegli dal menu a discesa quale grandezza vuoi trovare, poi inserisci gli altri due valori e seleziona le loro unità. Se lavori con la luce, puoi lasciare vuoto il campo della velocità dell’onda e il calcolatore assume la velocità della luce. Internamente ogni valore inserito viene convertito nelle unità base del SI — metri, hertz e metri al secondo — prima di applicare la formula, così puoi mescolare liberamente nanometri, megahertz e chilometri al secondo.

Formula

La lunghezza d’onda ($\lambda$) è uguale alla velocità dell’onda ($v$) divisa per la frequenza ($f$):

Dove:

• $\lambda$ è la lunghezza d’onda
• $v$ è la velocità dell’onda (la velocità della luce $c$ per le onde elettromagnetiche nel vuoto)
• $f$ è la frequenza

Riordinando la stessa relazione si possono ricavare le altre grandezze:

L’unità SI della lunghezza d’onda è il metro (m), quella della frequenza l’hertz (Hz) e quella della velocità dell’onda il metro al secondo (m/s).

Esempi

Esempio 1

La luce verde ha una frequenza di circa $5.45 \times 10^{14}$ Hz e viaggia alla velocità della luce. Qual è la sua lunghezza d’onda?

Sono circa 550 nanometri, nella parte verde dello spettro visibile.

Esempio 2

Un’onda viaggia a 500 m/s con una frequenza di 100 Hz. Qual è la sua lunghezza d’onda?

Esempio 3

Un’onda radio ha una lunghezza d’onda di 3 m e una frequenza di 100 MHz. Qual è la sua velocità?

È essenzialmente la velocità della luce, come previsto per un’onda radio.

Note

Quando lavori con la lunghezza d’onda, tieni presenti questi punti:

• La relazione semplice $\lambda = v / f$ presuppone che la velocità dell’onda sia costante nel mezzo che attraversa.
• Per la luce nel vuoto la velocità dell’onda è la velocità della luce; nel vetro, nell’acqua o in altri materiali è inferiore, il che accorcia la lunghezza d’onda mentre la frequenza resta la stessa.
• Lunghezza d’onda e frequenza sono inversamente proporzionali a velocità fissa, quindi raddoppiare la frequenza dimezza la lunghezza d’onda.

Domande frequenti

Qual è la velocità d’onda predefinita?

Se lasci vuoto il campo della velocità dell’onda, il calcolatore usa la velocità della luce nel vuoto, $299{,}792{,}458$ m/s. È la scelta giusta per la luce, le onde radio e le altre radiazioni elettromagnetiche che viaggiano nello spazio. Per il suono o le onde in altri mezzi, inserisci tu stesso la velocità appropriata.

Come sono correlate lunghezza d’onda e frequenza?

Sono inversamente proporzionali quando la velocità dell’onda è fissa: una frequenza più alta significa una lunghezza d’onda più corta, e una frequenza più bassa una più lunga. Il loro prodotto è sempre uguale alla velocità dell’onda.

La lunghezza d’onda cambia tra i materiali?

Sì. Quando un’onda passa da un mezzo a un altro la sua frequenza resta la stessa, ma la sua velocità cambia, quindi cambia anche la sua lunghezza d’onda. La luce che entra nel vetro rallenta e la sua lunghezza d’onda si riduce, anche se appare ancora dello stesso colore.

Quali unità supporta il calcolatore?

La lunghezza d’onda può essere inserita in micrometri, millimetri, centimetri, metri, chilometri, pollici o piedi; la frequenza in hertz fino al terahertz e in millihertz; e la velocità dell’onda in diverse unità metriche e imperiali. Il calcolatore converte automaticamente tra esse.

Posso usarlo per le onde sonore?

Sì. Inserisci la velocità del suono per il tuo mezzo — circa 343 m/s nell’aria a temperatura ambiente — nel campo della velocità dell’onda, poi fornisci la frequenza o la lunghezza d’onda per trovare l’altra.