ما هي حاسبة تردد الضوء؟
تحوّل هذه الحاسبة الطول الموجي لأي موجة كهرومغناطيسية إلى ترددها المقابل. فالضوء، شأنه شأن كل أنواع الإشعاع الكهرومغناطيسي، ينتقل في الفراغ بسرعة ثابتة تساوي \(c \approx 299{,}792{,}458\) مترًا في الثانية. وبما أن السرعة تساوي حاصل ضرب التردد في الطول الموجي، فإن معرفة الطول الموجي تمكّنك من حساب عدد الدورات الموجية التي تمر بنقطة ما في كل ثانية بدقة تامة.
كيفية استخدام الحاسبة
أدخل الطول الموجي للضوء واختر الوحدة المناسبة (نانومتر أو ميكرومتر أو ملليمتر أو متر). يتراوح الضوء المرئي عادةً بين نحو 380 نانومترًا (البنفسجي) و750 نانومترًا (الأحمر). تعطيك الحاسبة التردد بوحدة الهرتز (Hz)، وكذلك بوحدة التيراهرتز (THz) لمزيد من السهولة، وهي الوحدة الأكثر استخدامًا للضوء البصري.
شرح المعادلة
تُعبَّر العلاقة بالصيغة $$f = \frac{c}{\lambda}$$ حيث f هو التردد بالهرتز، وc هي سرعة الضوء بالمتر في الثانية، وλ هو الطول الموجي بالمتر. تقوم الحاسبة أولًا بتحويل الطول الموجي إلى المتر، ثم تقسم سرعة الضوء عليه. وكلما قصر الطول الموجي ارتفع التردد، وكلما طال الطول الموجي انخفض التردد.
مثال محلول
لنأخذ الضوء الأخضر الذي يبلغ طوله الموجي 500 نانومتر. نحوّل أولًا: \(500 \text{ نانومتر} = 500 \times 10^{-9} \text{ متر} = 5 \times 10^{-7} \text{ متر}\). ثم نحسب: $$f = \frac{299{,}792{,}458}{5 \times 10^{-7}} \approx 5.996 \times 10^{14} \text{ هرتز}$$ أي ما يعادل نحو 599.6 تيراهرتز. وتقع هذه القيمة تمامًا ضمن الطيف المرئي، بما يتوافق مع إدراكنا للون الأخضر.
الأسئلة الشائعة
هل تصلح الحاسبة لأي موجة كهرومغناطيسية؟ نعم — فموجات الراديو والميكروويف والأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة غاما، جميعها تخضع للمعادلة \(f = \frac{c}{\lambda}\) في الفراغ.
ماذا عن الضوء داخل الزجاج أو الماء؟ في أي وسط مادي تنخفض سرعة الضوء، لذا استخدم سرعة الضوء داخل الوسط (أي c مقسومة على معامل انكسار الوسط) بدلًا من قيمة سرعته في الفراغ للحصول على نتائج أدق.
لماذا نستخدم التيراهرتز للضوء المرئي؟ لأن الترددات البصرية ضخمة للغاية (مئات التريليونات من الهرتز)، فالتعبير عنها بالتيراهرتز يجعل الأرقام أيسر في التعامل.
