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公式

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結果

波の速さ
343.2
メートル毎秒(m/s)
周波数 440 Hz
波長 0.78 m
公式 v = f × λ

波の速さ計算ツールとは?

この「波の速さ計算ツール」は、周波数と波長をもとに、波が媒質中をどれくらいの速さで進むのかを求めるツールです。音波、光、水面の波紋、振動する弦など、あらゆる周期的な波は同じ基本法則に従います。それが「速さ=周波数×波長」という関係です。本ツールはどんな種類の波にも、また単位系をそろえた任意のSI単位にも対応しているため、学生から技術者、趣味で物理を楽しむ方まで幅広く活用できます。

使い方

まず、波の周波数をヘルツ(Hz)で入力します。周波数とは、1秒間にある点を通過する波の回数(サイクル数)のことです。次に、波長をメートル(m)で入力します。波長は、隣り合う山と山の間の距離を指します。本ツールはこの2つの値を掛け合わせ、波の速さをメートル毎秒(m/s)で表示します。

公式の解説

波の基本式は次のとおりです。

$$v = f \times \lambda$$

ここで \(v\) は波の速さ(m/s)、\(f\) は周波数(Hz、すなわち 1/s)、\(\lambda\)(ラムダ)は波長(m)を表します。周波数と周期は互いに逆数の関係にある(\(f = 1/T\))ため、この式は \(v = \lambda / T\) と書くこともできます。式を変形すれば、2つの値が分かっているときに残り1つの変数を求めることができます。

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波長ラムダ、振幅、進行方向vを示す正弦波
波長(λ)は1つの完全な波の周期の距離で、速度vは進行方向を示します。

計算例

たとえば、ある音波の周波数が 440 Hz(音名でいうA4の音)、空気中での波長が 0.78 m だったとします。このときの速さは次のように求められます。

$$v = 440 \times 0.78 = 343.2 \ \text{m/s}$$ ── これは室温の空気中における実際の音速にかなり近い値です。

周波数×波長=波の速度を示す図
波の速度は周波数と波長の積に等しい。

よくある質問

光の波にも使えますか? はい、使えます。真空中の光の場合、正しい周波数と波長を入力すれば、\(v\) はおよそ \(3 \times 10^{8}\) m/s に近い値になります。

どの単位を使えばよいですか? 周波数にはヘルツ(Hz)、波長にはメートル(m)を使えば、速さはメートル毎秒(m/s)で求められます。

波長を求めることもできますか? 公式を変形して \(\lambda = v / f\) とします。分かっている速さを周波数で割れば波長が求められます。

最終更新: