Máy tính tần số ánh sáng là gì?
Công cụ này giúp bạn chuyển đổi bước sóng của một sóng điện từ thành tần số tương ứng. Ánh sáng, cũng như mọi loại bức xạ điện từ khác, lan truyền trong chân không với một tốc độ không đổi c ≈ 299.792.458 mét mỗi giây. Vì tốc độ bằng tần số nhân với bước sóng, nên khi biết bước sóng, bạn có thể xác định chính xác có bao nhiêu chu kỳ sóng đi qua một điểm trong mỗi giây.
Cách sử dụng
Nhập bước sóng của ánh sáng cần tính và chọn đơn vị (nanomét, micromét, milimét hoặc mét). Ánh sáng khả kiến thường nằm trong khoảng từ khoảng 380 nm (tím) đến 750 nm (đỏ). Máy tính sẽ trả về tần số theo đơn vị héc (Hz) và, để tiện theo dõi, cả theo terahéc (THz) — thang đo thường dùng nhất cho ánh sáng quang học.
Giải thích công thức
Mối liên hệ được biểu diễn qua công thức \(f = c / \lambda\), trong đó f là tần số tính bằng héc, c là tốc độ ánh sáng tính bằng mét mỗi giây, và λ là bước sóng tính bằng mét. Trước tiên, máy tính sẽ đổi bước sóng của bạn về đơn vị mét, sau đó lấy tốc độ ánh sáng chia cho giá trị này. Bước sóng càng ngắn thì tần số càng cao, còn bước sóng càng dài thì tần số càng thấp.
$$f = \frac{c}{\text{Bước sóng} \times 10^{-9}}$$
Ví dụ minh họa
Hãy xét ánh sáng màu xanh lục có bước sóng 500 nm. Đầu tiên, ta đổi đơn vị: \(500 \text{ nm} = 500 \times 10^{-9} \text{ m} = 5 \times 10^{-7} \text{ m}\). Sau đó tính:
$$f = 299{.}792{.}458 \div (5 \times 10^{-7}) \approx 5{,}996 \times 10^{14} \text{ Hz}$$tức khoảng 599,6 THz. Giá trị này nằm gọn trong vùng ánh sáng khả kiến, đúng với màu xanh lục mà mắt ta cảm nhận được.
Câu hỏi thường gặp
Công thức này có áp dụng cho mọi loại sóng điện từ không? Có — sóng vô tuyến, vi sóng, hồng ngoại, ánh sáng khả kiến, tử ngoại, tia X và tia gamma đều tuân theo công thức \(f = c / \lambda\) khi truyền trong chân không.
Vậy còn ánh sáng trong thủy tinh hay nước thì sao? Khi truyền trong một môi trường, ánh sáng bị chậm lại, vì vậy bạn nên dùng tốc độ ánh sáng trong môi trường đó (bằng c chia cho chiết suất của môi trường) thay cho giá trị trong chân không để có kết quả chính xác hơn.
Tại sao lại dùng THz cho ánh sáng khả kiến? Tần số quang học rất lớn (hàng trăm nghìn tỷ Hz), nên việc biểu diễn bằng terahéc giúp các con số trở nên gọn gàng và dễ theo dõi hơn.
