什麼是聲波波長計算器?
這個工具能根據聲波的頻率與介質中的聲速,算出聲波的波長,也就是波形上相鄰兩個波峰之間的實際距離。它其實是一個通用的物理計算工具,凡是以固定速度傳播的波都適用,並不限於聲波。
如何使用
請先輸入聲速,單位為公尺/秒(m/s)。在 20 °C 的乾燥空氣中,聲速約為 343 m/s;在水中則約為 1480 m/s。接著輸入聲音的頻率,單位為赫茲(Hz)。計算器會以公尺與公分顯示波長,並一併算出聲波的週期(以毫秒為單位)。
公式說明
它們之間的關係是 $$\lambda = \frac{c}{f}$$,其中 \(\lambda\)(lambda)代表波長,\(c\) 為波速,\(f\) 為頻率。由於頻率位於分母,因此音調越高(頻率越高)的聲音波長越短,而低沉的低音則擁有很長的波長。週期 \(T = \frac{1}{f}\) 則告訴你完成一個完整週期所需的時間。
計算範例
以音樂會標準音 A4(440 Hz)為例,假設在空氣中聲速為 343 m/s。則波長為 $$343 \div 440 \approx 0.7795\ \text{m}$$,約等於 77.95 cm。週期為 \(1 \div 440 \approx 0.00227\ \text{s}\),也就是每個週期約 2.27 ms。
常見問題
溫度會有影響嗎?會。空氣中的聲速每升高 1 °C 約增加 0.6 m/s,因此請依當下環境調整聲速數值。
可以用來算光波或無線電波嗎?可以;只要輸入對應的波速(真空中的光速約為 299,792,458 m/s)與頻率即可。
結果使用什麼單位?波長以公尺與公分顯示,週期則以毫秒(ms)表示。