طول موج چیست؟ تعریف، فرمول و کاربردهای آن در فیزیک

طول موج، یکی از ویژگی‌های اساسی امواج است که به فاصله بین دو نقطه یکسان در دو موج متوالی گفته می‌شود. به بیان ساده‌تر، اگر به یک موج نگاه کنید، فاصله بین دو قله (crest) یا دو فرورفتگی (trough) متوالی، همان طول موج است.

در معادلات و محاسبات مربوط به امواج، معمولاً از حرف یونانی لامبدا (λ) برای نشان دادن طول موج استفاده می‌شود. این کمیت، نقش مهمی در تعیین ویژگی‌های مختلف امواج، مانند رنگ نور یا زیر و بم صدا، ایفا می‌کند. در ادامه به بررسی کاربردهای طول موج می‌پردازیم.

کاربردهای طول موج: رنگ نور و زیر و بم صدا

طول موج تنها یک کمیت فیزیکی نیست، بلکه به طور مستقیم بر تجربه ما از جهان پیرامون تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، رنگ نور که می‌بینیم، مستقیماً به طول موج آن بستگی دارد. نور مرئی، طیفی از طول موج‌ها را در بر می‌گیرد که از حدود 700 نانومتر (نور قرمز) تا 400 نانومتر (نور بنفش) متغیر است.

به طور مشابه، زیر و بم صدا نیز با طول موج آن تعیین می‌شود. طول موج صداهایی که می‌شنویم، معمولاً بین 17 میلی‌متر تا 17 متر است. نکته قابل توجه این است که طول موج‌های صدا بسیار بزرگ‌تر از طول موج‌های نور مرئی هستند. این تفاوت طول موج، نشان‌دهنده تفاوت ماهیت این دو نوع موج است.

درک رابطه بین طول موج، رنگ نور و زیر و بم صدا، دیدگاه عمیق‌تری نسبت به دنیای اطراف به ما می‌دهد.

فرمول محاسبه طول موج

رابطه ریاضی بین طول موج (λ)، سرعت انتشار (v) و فرکانس (f) موج، به صورت زیر بیان می‌شود:

λ = v/f

این فرمول به ما نشان می‌دهد که طول موج، به طور مستقیم با سرعت انتشار موج متناسب و با فرکانس آن، نسبت عکس دارد.

به عنوان مثال، سرعت نور در خلاء تقریباً برابر با 3 × 108 متر بر ثانیه است. بنابراین، برای محاسبه طول موج نور، کافی است سرعت نور را بر فرکانس آن تقسیم کنیم.