这个换算器能做什么
本工具可在行波的频率与波长之间相互换算。由于它依据的是传播速度、频率和波长之间一条放之四海皆准的关系式,因此适用于任何类型的波。这条物理规律在世界各地都完全相同,不涉及任何国家或地区的特殊规则。
计算公式
对于以速度 \(v\) 传播的任意波,其速度、频率 \(f\) 和波长 \(\lambda\) 都满足 $$v = f \times \lambda$$ 变形后即可得到两种换算方式:$$f = \frac{v}{\lambda}$$(由波长求频率)和 $$\lambda = \frac{v}{f}$$(由频率求波长)。速度取决于介质:光在真空中的速度精确为 299,792,458 m/s,声音在 20°C 左右的空气中约为 343 m/s,在海水中则约为 1500 m/s。
使用方法
选择一种波的类型即可自动载入其标准速度,或选择「其他」后自行输入任意速度(单位 m/s)。输入一个数值并选择对应单位:如果选的是长度单位(nm、µm、mm、m、km),工具会把你输入的数值当作波长;如果选的是频率单位(Hz、kHz、MHz、GHz、THz),则当作频率处理。随后换算器会同时给出以米为单位的波长和以赫兹为单位的频率。
算例演示
选择电磁波(\(v = 299{,}792{,}458\) m/s),输入 100 并选择 MHz。换算成国际单位制后,频率为 \(100 \times 10^{6} = 1.0 \times 10^{8}\) Hz。波长则为 $$\lambda = \frac{299{,}792{,}458}{10^{8}} \approx 2.998 \text{ m}$$ 这正好与 100 MHz 调频(FM)广播信号约 3 m 的波长相吻合。
常见问题
为什么换种波的类型,结果就不一样?因为频率和波长是通过波速联系在一起的;同样的频率,对于速度较慢的声波而言波长要短得多,而对于速度极快的光波则波长长得多。
可以输入自己的速度吗?可以。选择「其他(手动输入)」,然后填入任意大于零的传播速度(单位 m/s)即可。
预设速度是精确值吗?光速是按定义精确给定的。声速则是标准近似值,会随温度、压强和盐度等因素而变化。