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輸入計算

數學公式

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結果

波長(λ)
299,792,458
m
波動關係式 λ = v / f
正在求解 wavelength

這個計算器能做什麼

這個工具用來求解最基本的波動方程式 \(\lambda = v / f\),將波長(\(\lambda\))、傳播速度(\(v\))與頻率(\(f\))三者連結起來,適用於任何週期性波動。只要選好你想求的物理量,輸入其餘兩項,計算器就會自動完成單位換算與有效位數四捨五入。無論是聲波、電磁波(光、無線電)、水波,或其他符合此關係的波動,都能套用。

使用方法

先在下拉選單中選擇要「求解的對象」,接著輸入兩個已知值並選定各自的單位。舉例來說,若要算波長,就將模式維持在 波長,再分別輸入波速與頻率。系統會在內部把每個輸入值換算成 SI 單位(公尺、公尺/秒、赫茲),代入方程式運算後,再把結果轉回你指定的輸出單位。想控制顯示精度,可使用「有效位數」選單,或保持「auto」以呈現完整精度。

公式說明

波每經過一個振盪週期,就前進一個波長的距離。由於頻率代表每秒的週期數,因此波長乘以頻率即為波速:

$$\text{Velocity } v = \text{Wavelength } \lambda \times \text{Frequency } f$$

將等式兩邊相除即得

$$\text{Wavelength } \lambda = \frac{\text{Velocity } v}{\text{Frequency } f}$$

若要求頻率,則為

$$\text{Frequency } f = \frac{\text{Velocity } v}{\text{Wavelength } \lambda}$$

這三種寫法描述的其實是同一個物理關係。

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連接波長、速度與頻率的三角形示意圖
變換 \(\lambda = v/f\) 即可求出三個變數中的任一個。
正弦波,顯示波峰之間的波長 lambda 和傳播方向 v
波長是相鄰兩個波峰之間的距離;波以速度 \(v\) 傳播。

範例演算

某廣播電台以 100 MHz 發射。無線電波以光速傳播,\(v = 299{,}792{,}458\) 公尺/秒。其波長為

$$\lambda = \frac{299{,}792{,}458}{100{,}000{,}000} = 2.998 \text{ 公尺}$$

(取 3 位有效數字)。若將輸出單位切換為公分,同一個答案會顯示為 299.79 公分。

常見問題

為什麼會出現「頻率不能為零」的錯誤?求波長時要除以頻率,求頻率時要除以波長。由於除以零在數學上沒有定義,因此計算器會直接阻擋這種情況。

計算光波時該用什麼速度?在真空中,光速為 299,792,458 公尺/秒。在介質中,光速會因折射率而變慢,請依實際情況調整。

聲波也能用嗎?可以。乾燥空氣在 20°C 時的音速約為 343 公尺/秒;輸入這個速度,再搭配頻率或波長,即可求出第三個值。

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