この計算機でできること
このツールは、真空中(または近似的に空気中)を伝わる電磁波の波長と周波数を相互に変換します。電波、マイクロ波、赤外線、可視光、紫外線、X線、ガンマ線といった電磁波はすべて光速で伝わるため、波長と周波数はたった1つの式で結びついています。よく使われる単位で値を入力すれば、対応する量がすぐに表示されます。
使い方
まず「周波数を求める」か「波長を求める」かを選びます。次に、わかっている値を入力し、その単位を指定してください。波長の単位(nm・µm・mm・m)と周波数の単位(Hz・kHz・MHz・GHz・THz)の両方に対応しています。結果欄には変換した値に加えて便利な補助表記も並ぶので、指数表記を自分で計算し直す手間がありません。
計算式の解説
基本となる関係式は \(\lambda = c / f\) です。ここで \(\lambda\) は波長(メートル)、\(f\) は周波数(ヘルツ)、\(c\) は光速で 299,792,458 m/s です。\(\lambda\)・\(f\) の積は常に \(c\) に等しいため、周波数が高くなるほど波長は短くなり、その逆も成り立ちます。式を変形すると、逆方向の計算では $$f = \frac{c}{\lambda}$$ となります。
計算例
緑色の光の波長はおよそ 500 nm = \(500 \times 10^{-9}\) m です。その周波数は $$f = \frac{c}{\lambda} = \frac{299{,}792{,}458}{5 \times 10^{-7}} \approx 5.996 \times 10^{14} \ \text{Hz}$$ つまり約 599.6 THz となり、ちょうど可視光の帯域に収まります。
よくある質問
媒質の影響は考慮されますか? いいえ。このツールは真空中・空気中での伝搬を前提としています。ガラスや水の中では実効的な速度が \(c/n\) になるため、媒質中の波長が必要な場合は波長に \(1/n\) を掛けてください。
光速はなぜ「正確な値」なのですか? 1983年以降、メートルは固定された光速の値をもとに定義されています。そのため 299,792,458 m/s は定義上、厳密に正確な値です。
音波にも使えますか? いいえ。音は電磁波ではありません。その場合は \(c\) の代わりに、その場所での音速を使ってください。