什麼是光的頻率計算器?
這個計算器能把電磁波的波長換算成對應的頻率。光與所有電磁輻射一樣,在真空中以固定速度 \(c \approx 299{,}792{,}458\) 公尺/秒前進。由於「速度=頻率×波長」,只要知道波長,就能精準算出每秒鐘有多少個波週期通過某一點。
如何使用
輸入光的波長,並選擇單位(奈米、微米、毫米或公尺)。可見光的波長大約落在 \(380\ \text{nm}\)(紫光)到 \(750\ \text{nm}\)(紅光)之間。計算器會以赫茲(Hz)顯示頻率,並同時提供太赫茲(THz)的結果——這正是描述可見光時最常用的尺度。
公式解析
兩者的關係為 $$f = \frac{c}{\lambda}$$ 其中 \(f\) 是頻率(赫茲)、\(c\) 是光速(公尺/秒)、\(\lambda\) 是波長(公尺)。計算器會先把你輸入的波長換算成公尺,再用光速除以它。波長越短,頻率越高;波長越長,頻率則越低。
實際範例
以波長 \(500\ \text{nm}\) 的綠光為例。先做單位換算:\(500\ \text{nm} = 500 \times 10^{-9}\ \text{m} = 5 \times 10^{-7}\ \text{m}\)。接著代入公式:$$f = \frac{299{,}792{,}458}{5 \times 10^{-7}} \approx 5.996 \times 10^{14}\ \text{Hz}$$ 約等於 \(599.6\ \text{THz}\)。這個數值恰好落在可見光譜範圍內,與我們看到綠色的感知相符。
常見問題
這適用於任何電磁波嗎?是的——無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X 射線與伽馬射線,在真空中都遵循 \(f = c / \lambda\)。
光在玻璃或水中又如何?光在介質中會減速,因此若要得到更精確的結果,應使用該介質中的光速(即真空光速除以折射率),而非真空中的數值。
為什麼可見光要用 THz?光學頻率極為龐大(高達數百兆 Hz),改用太赫茲表示,能讓數字更簡潔好讀。