Толқын ұзындығы және жиілік
Жиілік пен толқын ұзындығы толқын механикасында кездесетін екі құбылыс. Тербеліс жиілігі оқиғаның қаншалықты «жиі» болатынын сипаттайды. Толқынның толқын ұзындығы бірлік толқынның ұзындығын сипаттайды. Бұл екі ұғым да толқындық механика, заманауи физика, кванттық механика және электромагниттік өріс теориясы сияқты өрістерді түсінуде өте маңызды. Мұндай салаларда озық болу үшін осы ұғымдарды нақты түсіну өте маңызды. Бұл мақалада біз жиілік пен толқын ұзындығының не екенін, олардың анықтамаларын, толқын ұзындығы мен жиіліктің ұқсастығын және соңында толқын ұзындығы мен жиіліктің арасындағы айырмашылықты талқылаймыз.
Жиілік
Жиілік - объектілердің мерзімді қозғалыстарында талқыланатын ұғым. Жиілік ұғымын түсіну үшін периодтық қозғалыстарды дұрыс түсіну қажет. Периодты қозғалысты белгілі бір уақыт аралығында қайталанатын кез келген қозғалыс ретінде қарастыруға болады. Күнді айналатын планета - периодты қозғалыс. Жерді айналып өтетін спутник – периодты қозғалыс; тіпті тепе-теңдік шарының қозғалысы да мерзімді қозғалыс болып табылады. Біз кездесетін периодты қозғалыстардың көпшілігі дөңгелек, сызықтық немесе жартылай шеңберлі. Периодты қозғалыстың жиілігі болады. Жиілік оқиғаның қаншалықты «жиі» болатынын білдіреді. Қарапайымдылық үшін біз жиілікті секундтағы оқиғалар ретінде қабылдаймыз. Периодты қозғалыстар біркелкі немесе біркелкі емес болуы мүмкін. Біркелкі біркелкі бұрыштық жылдамдыққа ие болуы мүмкін. Амплитудалық модуляция сияқты функциялардың қос периодтары болуы мүмкін. Олар басқа периодтық функцияларға инкапсуляцияланған периодтық функциялар. Периодтық қозғалыс жиілігіне кері шама периодқа уақыт береді. Қарапайым гармоникалық қозғалыстар мен сөнген гармоникалық қозғалыстар да периодты қозғалыстар болып табылады. Осылайша, периодты қозғалыстың жиілігін екі ұқсас құбылыс арасындағы уақыт айырмашылығын пайдалана отырып алуға болады. Қарапайым маятниктің жиілігі тек маятниктің ұзындығына және шағын тербелістердің гравитациялық үдеуіне байланысты.
Толқын ұзындығы
Толқын ұзындығы - толқындар астында талқыланатын ұғым. Толқынның толқын ұзындығы - толқынның пішіні қайталана бастайтын ұзындық. Мұны толқындық теңдеу арқылы анықтауға болады. Уақытқа тәуелді ψ(x, t) толқын теңдеуі үшін, берілген уақытта, егер ψ(x, t) екі x мәні үшін тең болса және екі нүктенің арасында ψ мәні бірдей нүктелер болмаса, x айырмасы мәндер толқынның толқын ұзындығы ретінде белгілі. Толқынның толқын ұзындығы, жиілігі және жылдамдығы арасындағы байланыс v=f λ арқылы берілген, мұндағы f – толқын жиілігі, λ – толқын ұзындығы. Берілген толқын үшін толқын жылдамдығы тұрақты болғандықтан, толқын ұзындығы жиілікке кері пропорционал болады.
Жиілік пен толқын ұзындығының айырмашылығы неде?
• Жиілікті толқындар мен тербелістерге және кез келген басқа мерзімді қозғалысқа анықтауға болады.
• Толқын ұзындығы тек толқынға ғана анықталған. Жиілік герцпен өлшенеді. Толқын ұзындығы метрмен өлшенеді. Толқынның толқын ұзындығы толқынның энергиясына кері пропорционал. Жиілік толқынның энергиясына сызықтық пропорционал.
