Biliyoruz ki hem elektrik hem de manyetik alanlar dalga şeklinde hareket eder ve bu alanların bozulmasına ışık denir. Örneğin, bir havuza bir taş attığınızda, taştan dışarıya doğru hareket eden dairesel bir formdaki dalgaları fark edebiliriz. Bu dalgalara benzer şekilde, her ışık dalgası, elektrik alanın maksimum olduğu yerde tepe olarak bilinen bir dizi yüksek noktaya sahiptir ve elektrik alanın en düşük olduğu yerlerde bir alçak nokta dizisi çukurlar olarak bilinir. İki dalga tepesi arasındaki mesafeye dalga boyu denir ve çukurlar için de aynı olacaktır. Belirli bir noktadan 1 saniye içinde akan dalgacıkların sayısı frekans olarak bilinir ve HZ (Hertz) olarak bilinen döngü / saniye cinsinden hesaplanır. Bu makale, dalga boyu ve frekans arasındaki ilişkiyi tartışmaktadır.
Dalgaboyu ve Frekans arasındaki ilişki
Dalgaboyu ve frekans arasındaki ilişki esas olarak frekansın ne olduğunu, dalga boyunun ne olduğunu ve bunun ilişkisini tartışır.
Frekans nedir?
Frekans, Hz (hertz) cinsinden hesaplanan her birim zaman için dalgalanma salınımlarının sayısı olarak tanımlanabilir. İnsanlar tarafından duyulan frekans aralığı 20 Hz ile 20000 Hz arasındadır. Ses frekansı insan kulağı aralığının üzerindeyse, o zaman ultrason olarak bilinir. Benzer şekilde, ses frekansı insan kulağının menzilinden düşükse, o zaman infrasound olarak bilinir.
Frekans (f) denklemi = 1 / T
Nerede
f = Frekans
T = Zaman periyodu
Dalgaboyu nedir?
Dalgaboyu (mesafe / uzunluk), faz içindeki iki yakın nokta arasındaki mesafe olarak tanımlanabilir. Bu nedenle, aksi takdirde bir dalgalanma üzerindeki iki bitişik tepe, tek bir dalga boyunun bir mesafesiyle ayrılır. Bir dalganın dalga boyu, 'λ' lambda sembolü ile tanımlanabilir.
dalga boyu
Dalga boyu, bir dalganın iki tepe veya iki çukur arasındaki mesafedir. Dalganın tepe noktası tepe noktasıdır, dalga formunun en alt noktası ise çukurdur. Dalgaboyu birimleri metre, cms, mms, nms vb.
Dalgaboyu (λ) denklemi = λ = v / f
Nerede
V = Faz hızı veya hızı
f = Frekans
Dalgaboyu ve Frekans Nasıl İlişkili?
Seyahat elektromanyetik veya EM dalgaları 299,792 km / sn hızla yapılabilir. Bu önemli özelliklerden biridir. Dalga boyunun yanı sıra frekansa göre değişen çok sayıda dalga türü mevcuttur. Işık hızı, EM dalgasının frekansının dalga boyu ile çarpılması olarak tanımlanabilir.
Işık hızı = Dalgaboyu * salınım frekansı
Yukarıdaki denklem, başka bir ölçüm elde etmek için ölçümü ışık hızına bölerek EM dalgasının frekansını veya dalga boyunu keşfetmek için kullanılır.
Frekans ve Dalgaboyu Arasındaki İlişki
Dalga boyu ile ışık frekansı arasındaki ilişki, yüksek frekanslı bir dalga bir ip üzerinde öncekinden daha hızlı hareket ettiğinde ortaya çıkabilir. Bunun bir aşamasında dalga boyunun kısaldığını gözlemleyebiliriz. Dolayısıyla, tam olarak bu ilişkinin olduğunu bilmeliyiz.
dalga boyu ve frekans arasındaki ilişki
Diğer bir miktar, bir sinyali göstermek için kullanılabilen bir süredir. Bir salınımı tamamlamak için zamanın ne zaman alındığı da tanımlanabilir. Frekans, bir dalganın kaç kez salınacağına karar verir ve şu şekilde ifade edilebilir:
Frekans = 1 / T zaman aralığı veya f = 1 / T
Bir sinyal tek bir aşamada bir salınımdan geçtiği için, sinyal üzerindeki her konum, tek bir periyottan sonra aynı hıza ulaşır. Bu, salınımın her seans sonucu kapanmak için tek faz içindeki bir dalga boyu mesafesinden geçtiğinde gerçekleşir.
Dalganın hızı (v), her birim zaman için bir dalga boyunca seyahat edilen uzay olarak tanımlanabilir. Sinyalin tek bir periyot içinde bir dalga boyunda gittiğine inanılırsa,
V = λ / T
Bu nedenle T = 1 / f olduğunu biliyoruz, dolayısıyla yukarıdaki denklem şu şekilde ifade edilebilir:
V = f λ
Dalganın hızı, dalga boyu ve frekansının ürününe eşittir, bu da bu ikisi arasındaki ilişkiyi ifade eder.
Kılavuzlu Dalgaboyu ve Kesim Frekansı arasındaki ilişki
Kılavuzlu dalga boyu ve kesme frekansı ilişkisi aşağıda tartışılmıştır.
Kılavuz Dalgaboyu
Kılavuzlu dalga boyu, dalga kılavuzu ile iki eşdeğer faz düzlemi arasındaki boşluk olarak tanımlanabilir. Bu dalga boyu, hem frekansı hem de düşük kesme dalgaboyunu çalıştırmak için kullanılan bir işlevdir. Kılavuz dalga boyu denklemi aşağıda gösterilmiştir.
λguide = λfreespace / √ ((1- λfreespace) / λcutoff) 2
λguide = c / f x1 / √1- (c / 2af) 2
Bu, esas olarak dalga kılavuzu içinde dağıtılmış oluşumlar tasarlanırken kullanılır. Örneğin, bir diyot anahtarı tasarlıyorsak, PIN diyot Ayrı ayrı 3/4 dalga boyu boşluklu iki şönt diyot kullanarak, tasarımınızda kılavuz dalga boyunu (3/4) kullanın. Bir dalga kılavuzunda, kılavuzlu dalga boyu, onu boş alanda karşılaştırmak için daha uzundur.
Kesme Frekansları
Bir dalga kılavuzunu destekleyen farklı aktarım modları vardır. Ancak dikdörtgen dalga kılavuzu içindeki normal iletim modu TE10 olarak bilinir. Bu mod için kullanılan üst kesme dalgaboyu veya alt kesme frekansı son derece basittir. Üst kesme frekansı, alt sınırın üzerinde bir oktavdır.
λ üst kesme = 2 x a
fdaha düşük kesim= c / 2a (GHz)
a = geniş duvar boyutu
c = ışık hızı
Dikdörtgen dalga kılavuzu için kullanılan genel işlem sınırları, alt kesme frekansının% 125 ila% 189'u arasındadır. Bu nedenle, WR90'ın kesme frekansı 6.557 GHz'dir ve olağan çalışma bandı 8.2 GHz ile 12.4 GHz arasında değişir. Kılavuzun çalışması, daha düşük kesme frekansında duracaktır.
Ses Hızı Dalga Boyu ile Frekans arasındaki İlişki
Bir ses dalgası belirli bir hızda hareket eder ve ayrıca dalga boyu ve frekans gibi özelliklere sahiptir. Ses hızı bir havai fişek gösterisinde gözlemlenebilir. Bir patlamanın alevleri, sesi net bir şekilde duyulduğunda iyi gözlenir, ses dalgaları ışığa kıyasla çok daha yavaş olan sabit bir hızda hareket eder.
Ses frekansı doğrudan perde olarak bilindiğini fark edebiliriz. Ses dalgaboyu doğrudan tespit edilmez, ancak müzik enstrümanı boyutunun perde ile bağlantısında dolaylı kanıt bulunur.
Ses dalgaboyu hızı ile frekans arasındaki ilişki tüm dalgalar için aynıdır
Vw = fλ
'Vw' ses hızıdır.
'F' frekanstır
'Λ' dalga boyudur.
Ses dalgası bir ortamdan başka bir ortama geçmeye başladığında ses hızı değiştirilebilir. Ancak, genellikle, tahrik edilen bir salınıma benzer olduğu için frekans çok benzer kalır. 'Vw' değişirse ve frekans aynı kalırsa, bundan sonra dalga boyu değiştirilmeli. Ses hızı daha yüksek olduğunda, dalga boyu belirli bir frekans için daha yüksektir.
