什麼是波速計算器?
波速計算器透過波動學的基本公式 \(v = f \times \lambda\),計算波在介質中傳播的速度。其中 v 代表波速、f 代表頻率,而 λ(lambda,讀作蘭姆達)則代表波長。這個公式適用於任何週期性的波動——無論是聲波、光波、水面的漣漪,還是弦上的振動皆可套用。
使用方法
請輸入以赫茲(Hz)為單位的頻率,以及以公尺(m)為單位的波長。計算器會將兩者相乘,回傳以每秒公尺(m/s)為單位的波速。請特別留意單位要一致:頻率使用 Hz、波長使用公尺,算出的波速才會是 m/s。
公式說明
頻率代表每秒鐘通過某一定點的波動週期數,波長則是相鄰兩個波峰之間的距離。將「每秒週期數」乘上「每週期的公尺數」,單位相消後便得到「每秒公尺」,也就是波的能量向外傳播的速度。將公式移項後,只要已知波速,便能反推頻率(\(f = v / \lambda\))或波長(\(\lambda = v / f\))。
實際範例
假設有一道聲波,頻率為 500 Hz、波長為 0.68 m,則其波速為 $$v = 500 \times 0.68 = 340 \text{ m/s}$$,這大約就是常溫下聲音在空氣中傳播的速度。
常見問題
這個公式適用於光嗎?適用。光在真空中以約 \(3 \times 10^8\) m/s 的速度前進;只要輸入光的頻率與波長,就能得到這個數值。
應該使用什麼單位?頻率請用赫茲(Hz)、波長請用公尺(m),算出的波速才會是每秒公尺(m/s)。
可以反過來求頻率嗎?可以,將公式移項為 \(f = v / \lambda\) 即可;或者也能多嘗試不同的輸入值,直到算出的波速符合你所在介質的已知數值為止。