파장 계산기

파장 계산기란?

파장 계산기는 진행하는 모든 파동을 설명하는 세 가지 양, 즉 파장, 주파수, 그리고 이동하는 속도를 서로 연결하는 무료 온라인 도구입니다. 파장은 파동의 모양이 반복되는 거리, 즉 인접한 두 마루 또는 인접한 두 골 사이의 간격입니다. 이 세 양은 하나의 관계식으로 묶여 있으므로 그중 둘을 알면 세 번째가 정해집니다. 이 계산기는 필요한 양을 풀 수 있게 해 주고, 파동 속도 칸을 비워 두면 빛의 속도를 자동으로 채우며, 모든 단위 변환을 대신 처리합니다.

파장, 주파수 및 파동 속도

모든 파동은 반복되는 교란을 공간을 통해 운반합니다. 주파수는 고정된 점을 매초 몇 번의 완전한 주기가 통과하는지 세며, 헤르츠(Hz)로 측정합니다. 파장은 그러한 주기 중 하나의 공간적 길이입니다. 파동 속도는 그 패턴이 얼마나 빠르게 전진하는지를 알려 줍니다. 셋은 독립적이지 않습니다. 빠르게 진동하고 빠르게 이동하는 파동은 짧은 잔물결을 가져야 하는 반면, 같은 속도에서 느린 진동은 잔물결을 늘립니다. 진공에서의 빛과 다른 전자기파의 경우 파동 속도는 빛의 속도 $c = 299{,}792{,}458$ m/s이며, 그래서 이 계산기는 이를 기본값으로 사용합니다.

계산기는 어떻게 작동하나요?

드롭다운에서 구하려는 양을 선택한 다음, 나머지 두 값을 입력하고 단위를 선택하세요. 빛을 다룬다면 파동 속도 칸을 비워 둘 수 있으며 계산기는 빛의 속도를 가정합니다. 내부적으로 입력된 각 값은 공식을 적용하기 전에 SI 기본 단위, 즉 미터, 헤르츠, 초당 미터로 변환되므로 나노미터, 메가헤르츠, 초당 킬로미터를 자유롭게 섞어 사용할 수 있습니다.

공식

파장($\lambda$)은 파동 속도($v$)를 주파수($f$)로 나눈 값과 같습니다.

$$\lambda = \frac{v}{f}$$

여기서:

• $\lambda$ 는 파장
• $v$ 는 파동 속도(진공에서 전자기파의 경우 빛의 속도 $c$)
• $f$ 는 주파수

같은 관계식을 재배열하면 다른 양을 구할 수 있습니다.

$$f = \frac{v}{\lambda} \qquad v = \lambda \times f$$

파장의 SI 단위는 미터(m), 주파수는 헤르츠(Hz), 파동 속도는 초당 미터(m/s)입니다.

예제

예제 1

녹색광의 주파수는 약 $5.45 \times 10^{14}$ Hz이며 빛의 속도로 이동합니다. 파장은 얼마인가요?

$$\lambda = \frac{v}{f} = \frac{299{,}792{,}458}{5.45 \times 10^{14}} \approx 5.50 \times 10^{-7} \, \text{m}$$

이는 가시 스펙트럼의 녹색 부분에 있는 약 550나노미터입니다.

예제 2

파동이 500 m/s로 주파수 100 Hz로 이동합니다. 파장은 얼마인가요?

$$\lambda = \frac{v}{f} = \frac{500}{100} = 5 \, \text{m}$$

예제 3

전파의 파장이 3 m이고 주파수가 100 MHz입니다. 속도는 얼마인가요?

$$v = \lambda \times f = 3 \times (100 \times 10^{6}) = 3 \times 10^{8} \, \text{m/s}$$

이는 전파에 대해 예상되는 대로 본질적으로 빛의 속도입니다.

참고

파장을 다룰 때 다음 사항을 유의하세요.

• 단순한 관계식 $\lambda = v / f$ 는 파동 속도가 그것이 지나가는 매질에서 일정하다고 가정합니다.
• 진공에서의 빛은 파동 속도가 빛의 속도이지만, 유리, 물 또는 다른 재료에서는 더 느려서 주파수는 그대로인 채 파장이 짧아집니다.
• 파장과 주파수는 속도가 고정일 때 반비례하므로 주파수를 두 배로 하면 파장은 절반이 됩니다.

자주 묻는 질문

기본 파동 속도는 무엇인가요?

파동 속도 칸을 비워 두면 계산기는 진공에서의 빛의 속도 $299{,}792{,}458$ m/s를 사용합니다. 이는 공간을 통해 이동하는 빛, 전파 및 기타 전자기 복사에 적합한 선택입니다. 소리나 다른 매질의 파동에 대해서는 적절한 속도를 직접 입력하세요.

파장과 주파수는 어떻게 관련되어 있나요?

파동 속도가 고정일 때 반비례합니다. 주파수가 높을수록 파장이 짧고, 주파수가 낮을수록 파장이 깁니다. 둘의 곱은 항상 파동 속도와 같습니다.

파장은 재료 간에 변하나요?

네. 파동이 한 매질에서 다른 매질로 이동할 때 주파수는 그대로지만 속도가 변하므로 파장도 변합니다. 유리에 들어가는 빛은 느려지고 파장이 줄어들지만 여전히 같은 색으로 보입니다.

계산기는 어떤 단위를 지원하나요?

파장은 마이크로미터, 밀리미터, 센티미터, 미터, 킬로미터, 인치 또는 피트로 입력할 수 있고, 주파수는 헤르츠에서 테라헤르츠까지 및 밀리헤르츠로, 파동 속도는 여러 미터법 및 야드파운드법 단위로 입력할 수 있습니다. 계산기는 이들 사이를 자동으로 변환합니다.

이것을 음파에 사용할 수 있나요?

네. 매질의 음속(실온의 공기에서 약 343 m/s)을 파동 속도 칸에 입력한 다음, 주파수나 파장 중 하나를 제공하면 다른 하나를 구할 수 있습니다.