Волна: скорость · частота · длина

Wave Equation

v = f · λ. Заполните любые два.

Уравнение волны связывает три характеристики любой волны: скорость её распространения, частоту и длину волны. Оно работает для звука, света, волн на воде и радиоволн. Зная две величины, всегда можно найти третью.

Что считает
Уравнение волны связывает три характеристики любой волны: скорость её распространения, частоту и длину волны. Оно работает для звука, света, волн на воде и радиоволн. Зная две величины, всегда можно найти третью.
Раздел
⚛️ Физика
Что на выходе
Результат + формула + пошаговое решение + разбор примера
Стоимость
Бесплатно, без регистрации, прямо в браузере

Как это работает

Для любой волны скорость = частота × длина волны: v = f·λ. Скорость света c ≈ 3·10⁸ м/с, звука в воздухе ≈ 343 м/с.

Что это и что показывает

Уравнение волны связывает три характеристики любой волны: скорость её распространения, частоту и длину волны. Оно работает для звука, света, волн на воде и радиоволн. Зная две величины, всегда можно найти третью.

Формула и откуда она

Основное соотношение:

v = f · λ

Смысл прост: за один период волна проходит расстояние в одну длину волны λ, а частота f — это число таких периодов в секунду. Значит за секунду волна проходит f длин волны, то есть f · λ. Отсюда частота f = v ⁄ λ и длина волны λ = v ⁄ f.

Единицы СИ: скорость v — м/с, частота f — герцы (Гц, колебаний в секунду), длина волны λ — метры. Скорость звука в воздухе ≈ 340 м/с, скорость света ≈ 3·10⁸ м/с.

Как посчитать вручную (по шагам)

  1. Запишите известные величины в СИ (кГц → Гц, см → м).
  2. Выберите форму формулы под искомую величину.
  3. Подставьте значения.
  4. Выполните умножение или деление.
  5. Проверьте порядок результата (для звука скорость около 340 м/с).

Разбор примера

Звук имеет частоту f = 500 Гц и длину волны λ = 0,68 м. Найдите скорость звука.

По формуле v = f · λ = 500 · 0,68 = 340 м/с.

Скорость распространения волны равна 340 м/с — это типичная скорость звука в воздухе. Если частота вырастет до 1000 Гц при той же скорости, длина волны уменьшится вдвое: λ = 340 ⁄ 1000 = 0,34 м.

Где применяется

Уравнение волны используют в акустике, радиосвязи, оптике, при настройке музыкальных инструментов и в УЗИ-диагностике. Тема входит в ЕГЭ и ОГЭ (колебания и волны), в IB Physics (Waves) и AP Physics (Waves and sound). На нём основаны расчёты резонанса и интерференции.

Частые ошибки

  • Путают частоту (Гц) и период (с): они обратны друг другу, f = 1 ⁄ T.
  • Забывают перевести килогерцы и мегагерцы в герцы.
  • Меняют местами умножение и деление при поиске частоты или длины волны.
  • Считают, что длина волны не меняется при смене среды — на самом деле меняется скорость, а с ней и λ.

Частые вопросы

Как связаны частота и длина волны?

Через скорость волны: v = f·λ. При постоянной скорости они обратно пропорциональны — чем выше частота, тем короче длина волны.

В каких единицах измеряется частота?

В герцах (Гц). 1 Гц — это одно колебание в секунду. Длину волны измеряют в метрах, скорость — в м/с.

Меняется ли частота при переходе волны в другую среду?

Нет, частота задаётся источником и не меняется. В новой среде меняются скорость и длина волны, а их отношение остаётся равным прежней частоте.

Какую скорость подставлять для света и звука?

Для электромагнитных волн в вакууме c ≈ 3·10⁸ м/с, для звука в воздухе ≈ 343 м/с (при 20 °C). Скорость зависит от типа волны и среды.

Проекты сети