Phương pháp Tính bước sóng

23/02/2025

Nội dung bài viết

Bước sóng là khoảng cách giữa hai đỉnh sóng liền kề trong dao động và thường được nhắc đến trong lĩnh vực sóng điện từ. Tùy vào thông tin có sẵn, bạn có thể xác định bước sóng bằng nhiều cách khác nhau. Nếu biết tốc độ và tần số, hãy áp dụng công thức cơ bản. Nếu biết năng lượng của photon, công thức năng lượng sẽ giúp tính bước sóng ánh sáng. Sử dụng đúng công thức sẽ giúp việc tính toán trở nên dễ dàng và chính xác.

Các bước thực hiện

Tính bước sóng từ tốc độ và tần số

Áp dụng công thức để tính bước sóng.

Bước sóng = \frac{Tốc độ lan truyền}{Tần số}

λ

v

f

λ = \frac{v}{f}

Đảm bảo sử dụng đúng đơn vị. Tốc độ có thể được biểu thị bằng các đơn vị đo lường chuẩn hoặc đơn vị đo lường kiểu Anh như dặm trên giờ (mph), kilomet trên giờ (kph), mét trên giây (m/s), v.v. Tuy nhiên, bước sóng thường được đo bằng đơn vị chuẩn như nanomet, mét, milimet. Tần số thường có đơn vị là Hertz (Hz).

Luôn sử dụng cùng một hệ đơn vị khi áp dụng công thức. Trong vật lý, các phép tính thường được thực hiện dựa trên đơn vị đo lường chuẩn.
Nếu tần số được cho ở dạng kilohertz (kHz) hoặc tốc độ lan truyền của sóng ở dạng km/s, hãy chuyển đổi các giá trị này về Hertz và m/s bằng cách nhân với 1000 (ví dụ: 10 kHz = 10.000 Hz).

Thay thế các giá trị đã biết vào công thức.

Bước sóng = \frac{Tốc độ lan truyền}{Tần số}

λ = \frac{v}{f}

λ = \frac{20 m / s}{5 H z}

λ = 4 m

Sử dụng công thức này để tính toán tốc độ lan truyền hoặc tần số.

v = \frac{λ}{f}

f = \frac{v}{λ}

v = \frac{λ}{f} = \frac{450 n m}{45 H z} = 10 n m / s

f = \frac{v}{λ} = \frac{50 m / s}{2.5 m} = 20 H z

Xác định bước sóng dựa trên năng lượng photon

Tính toán bước sóng bằng công thức năng lượng.

E = \frac{h c}{λ}

E

h

^-34

c

⁸

λ

Trong các bài toán dạng này, năng lượng của một photon thường được cung cấp sẵn.

Chuyển đổi công thức để tính toán bước sóng.

λ = \frac{h c}{E}

Công thức này cũng có thể áp dụng để tính bước sóng ánh sáng cực đại cần thiết để ion hóa kim loại. Chỉ cần thay thế năng lượng ion hóa của kim loại vào công thức và tính toán để tìm ra bước sóng.

Thay thế các giá trị đã biết vào công thức.^-19

λ = \frac{h c}{E}

\frac{(6, 626 * 10^{- 34}) (3, 0 * 10^{8})}{(2, 88 * 10^{- 19})}

= \frac{(19, 878 * 10^{- 26})}{(2, 88 * 10^{- 19})}

= 6, 90 * 10^{- 7} mét

Chuyển đổi kết quả sang nanomet bằng cách nhân với 10⁹. Trong ví dụ này, bước sóng tính được là 690 nm.

Kiểm tra lỗi

Xác minh kết quả bằng cách nhân bước sóng với tần số. Nếu kết quả bằng tốc độ lan truyền đã biết, bước sóng tính được là chính xác. Nếu không khớp, hãy kiểm tra lại các bước tính toán và đảm bảo rằng các giá trị đã được nhập chính xác vào máy tính.

Ví dụ: Tính bước sóng của sóng âm 70 Hz lan truyền với tốc độ 343 m/s.
- Kết quả tính được là 4,9 mét.
- Kiểm tra: 4,9 mét x 70 Hz = 343 m/s, khớp với tốc độ lan truyền đã cho, chứng tỏ kết quả chính xác.