빛의 진동수 계산기란?
이 계산기는 전자기파의 파장을 진동수로 변환해 줍니다. 빛을 비롯한 모든 전자기 복사는 진공 속에서 일정한 속도 \(c \approx 299{,}792{,}458 \text{ m/s}\)로 이동합니다. 빛의 속도는 진동수와 파장의 곱과 같으므로, 파장만 알면 1초 동안 한 지점을 지나가는 파동의 주기 수를 정확히 구할 수 있습니다.
사용 방법
측정하려는 빛의 파장을 입력하고 단위(나노미터, 마이크로미터, 밀리미터, 미터)를 선택하세요. 가시광선은 보통 약 380 nm(보라색)부터 750 nm(빨간색)까지의 범위에 속합니다. 계산기는 진동수를 헤르츠(Hz) 단위로 보여주며, 광학 영역의 빛에서 흔히 쓰이는 테라헤르츠(THz) 단위로도 함께 표시합니다.
공식 풀이
관계식은 \(f = c / \lambda\)입니다. 여기서 f는 헤르츠 단위의 진동수, c는 m/s 단위의 빛의 속도, λ는 미터 단위의 파장입니다.
$$f = \frac{c}{\text{Wavelength} \times 10^{-9}}$$계산기는 먼저 입력한 파장을 미터 단위로 환산한 뒤, 빛의 속도를 그 값으로 나눕니다. 파장이 짧을수록 진동수는 높아지고, 파장이 길수록 진동수는 낮아집니다.
예제 풀이
파장이 500 nm인 초록색 빛을 살펴봅시다. 먼저 단위를 환산하면 \(500 \text{ nm} = 500 \times 10^{-9} \text{ m} = 5 \times 10^{-7} \text{ m}\)입니다. 그다음
$$f = \frac{299{,}792{,}458}{5 \times 10^{-7}} \approx 5.996 \times 10^{14} \text{ Hz}$$즉 약 599.6 THz가 됩니다. 이 값은 가시광선 영역의 한가운데에 위치하며, 우리가 초록색으로 인지하는 빛과 정확히 일치합니다.
자주 묻는 질문
모든 전자기파에 적용되나요? 네. 전파, 마이크로파, 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 감마선 모두 진공 속에서 \(f = c / \lambda\)를 따릅니다.
유리나 물속의 빛은 어떻게 되나요? 매질 속에서는 빛의 속도가 느려집니다. 따라서 더 정확한 결과를 얻으려면 진공에서의 속도 대신 해당 매질의 속도(c를 굴절률로 나눈 값)를 사용하세요.
가시광선에 왜 THz를 쓰나요? 광학 영역의 진동수는 수백조 Hz에 달할 만큼 매우 큽니다. 그래서 테라헤르츠 단위로 표현하면 숫자를 훨씬 다루기 쉬워집니다.
