周波数から波長を計算するツールとは?
このツールは、波の基本式 \(\lambda = c / f\) を使って周波数を波長に変換します。ここで \(\lambda\) は波長、\(c\) は波の伝わる速さ、\(f\) は周波数を表します。光速で進む電磁波はもちろん、空気中や水中を伝わる音波の計算にも対応しています。
使い方
まず周波数の数値を入力し、その単位(Hz、kHz、MHz、GHz、THz)を選びます。次に、対象とする媒質に合わせて波の速さを選択してください。本ツールが自動的に周波数をヘルツに換算し、波の速さをその値で割って、波長をメートル・センチメートル・ミリメートルで表示します。
公式の解説
波の基本式では、速さは周波数と波長の積(\(c = f \times \lambda\))で表されます。これを波長について解くと $$\lambda = \frac{c}{f}$$ となります。真空中の光の速さは \(c = 299{,}792{,}458 \text{ m/s}\) です。約20℃の乾燥した空気中での音速はおよそ343 m/s、水中ではおよそ1480 m/s です。周波数が高くなるほど波長は短くなります。
計算例
例えば、あるFMラジオ局が100 MHzで放送しているとします。まずヘルツに換算すると、$$100 \times 1{,}000{,}000 = 100{,}000{,}000 \text{ Hz}$$ になります。次に割り算をすると、$$\lambda = \frac{299{,}792{,}458}{100{,}000{,}000} \approx 2.998 \text{ メートル}$$ となります。これがその放送電波の波長です。
よくある質問(FAQ)
光だけでなく音にも使えますか? はい、使えます。波の速さの選択肢から、真空中の光、空気中の音、水中の音のいずれか適切なものを選んでください。
周波数が高いと波長がとても短くなるのはなぜですか? 波長は周波数に反比例するためです。周波数が2倍になれば、波長は半分になります。
周波数に0を入力するとどうなりますか? 周波数が0のとき波長は定義できません。ゼロ除算を避けるため、このツールでは0を返します。