이 계산기로 할 수 있는 것
이 도구는 파동의 기본 방정식인 \(\lambda = v / f\)를 계산합니다. 이 식은 모든 주기 파동의 파장(\(\lambda\)), 전파 속도(\(v\)), 주파수(\(f\))를 서로 연결해 줍니다. 구하고 싶은 값을 고른 뒤 나머지 두 값을 입력하면, 단위 변환과 유효숫자 반올림까지 자동으로 처리됩니다. 음파, 전자기파(빛, 전파), 물결파를 비롯해 이 관계가 성립하는 모든 파동에 사용할 수 있습니다.
사용 방법
드롭다운 메뉴에서 "구하려는 값"을 선택하세요. 이미 알고 있는 두 값을 입력하고 각각의 단위를 지정합니다. 예를 들어 파장을 구하려면 모드를 파장으로 둔 채 속도와 주파수를 입력하면 됩니다. 내부적으로 모든 입력값은 SI 단위(미터, 미터/초, 헤르츠)로 변환되어 방정식이 계산되고, 그 결과가 사용자가 선택한 출력 단위로 다시 변환됩니다. 표시되는 자릿수를 조절하려면 유효숫자 메뉴를 사용하고, 최대 정밀도를 원하면 "자동"으로 두면 됩니다.
공식 풀이
파동은 한 번의 진동 주기 동안 파장만큼의 거리를 이동합니다. 주파수는 1초당 진동 횟수이므로, 파장에 주파수를 곱하면 속도가 됩니다:
$$v = \lambda \times f$$양변을 나누면
$$\lambda = \frac{v}{f}$$가 되고, 주파수에 대해 풀면
$$f = \frac{v}{\lambda}$$가 됩니다. 세 가지 형태 모두 동일한 물리적 관계를 나타냅니다.
계산 예시
어느 라디오 방송국이 100 MHz로 송신한다고 합시다. 전파는 빛의 속도, 즉 \(v = 299{,}792{,}458 \text{ m/s}\)로 이동합니다. 따라서 파장은
$$\lambda = \frac{299{,}792{,}458}{100{,}000{,}000} = 2.998 \text{ m}$$(유효숫자 3자리)가 됩니다. 출력 단위를 센티미터로 바꾸면 같은 값이 299.79 cm로 표시됩니다.
자주 묻는 질문
"주파수는 0이 될 수 없습니다"라는 오류가 왜 뜨나요? 파장을 구할 때는 주파수로 나누고, 주파수를 구할 때는 파장으로 나눕니다. 0으로 나누는 것은 정의되지 않으므로 계산기가 이를 막습니다.
빛의 속도는 어떤 값을 써야 하나요? 진공에서 빛은 299,792,458 m/s로 이동합니다. 매질 속에서는 굴절률만큼 느려지므로 상황에 맞게 조정하세요.
음파에도 사용할 수 있나요? 네. 20℃의 건조한 공기 중에서 소리의 속도는 약 343 m/s입니다. 이 속도를 주파수나 파장과 함께 입력하면 나머지 값을 구할 수 있습니다.
