波数 (波数または反復性とも呼ばれます) は、物理科学における波の空間周波数であり、単位距離あたりのサイクル (通常の波数) または単位距離あたりのラジアン (ラジアン波数) (角波数) で表されます。これは、単位時間あたりの波のサイクル数 (通常の周波数) または単位時間あたりのラジアン (単位時間あたりのラジアン) (角周波数) として定義される時間周波数に匹敵します。
波数は、多次元系における波数ベクトルの大きさです。波動ベクトルの空間は逆空間として知られています。 X線回折、中性子回折、電子回折、素粒子物理学などの光学および波動散乱の物理学では、波数と波動ベクトルが重要です。量子力学波の正準運動量は、波数に減少したプランク定数を掛けたものとして定義されます。
空間周波数以外にも、波数を使って他のパラメータを表すことができます。時間周波数の単位として光学分光法で一般的に使用されます。
波数の公式
波数方程式は、波の完全なサイクル数にその波長を掛けたものとして数学的に定義され、-
で表されます。k =1/ 𝜆
どこで、
- ここで k 波数を示します
- 𝜆 は波の波長です
rad/m で計算
波数の方程式
概して、波数は波の性質であり、波に対して一定であると推測されます。波に合わせて変動します。ただし、値が動的になる特定の例外的な状況があります。
分光法の分野:
角波数 k は次のように計算されます:
k = 2𝜋/𝜆 = 2𝜋v/v p =⍵/v p
どこで、
- v p 波の位相速度を示します。
- ⍵ =2 𝜋𝜈 角周波数を示します。
- 分散関係は、この周波数と波数の関係を表しています。
物質波に関して:
たとえば、電子波の非相対論的近似は次のとおりです。
k = 2𝜋/𝜆 = ページ ħ =√(2mE)/ ħ
どこで、
- E 粒子の運動エネルギーを示します。
- m 粒子の質量を示します
- p 粒子の運動量を示します
ħ は縮約形式のプランク定数です。
真空中の電磁波伝搬の特定の状況では、波数は次のように定義されます:
k =f/ c
どこで、
- f 波の周波数を示します。
- c 光速です
波数の量子物理
量子力学波の正準運動量は、波数に減少したプランク定数を掛けたものとして定義されます。空間周波数以外にも、波数を使って他のパラメータを表すことができます。光速度が一定であると仮定すると、時間周波数単位として広く使用されます。
波数の意義
本質的に、波数は波長に、周波数は時間に関係します。波の周波数は、単位時間のある時点で発生する振動の数です。波数は、単位長さの特定の瞬間に存在する完全な波の数を指定します。それらの積は、波の速度の逆数に等しくなります。
波数アプリケーション
- 空間周波数は、波数を使用して計算されます。
- 空間周波数に加えて、波数は、光学や波動散乱など、物理学の他の概念を説明するために使用される場合があります。
- X 線回折、中性子回折、電子回折、素粒子物理学では、波数と波動ベクトルが重要です。
- 量子力学的波では、正準運動量は波数に減少したプランク定数を掛けた値に等しくなります。
- 波数を使用して群速度を決定できます。
波数の問題
この部分では、これまでに述べたさまざまな式を利用して波数を計算する方法を学習します。さまざまなリンクされた変数に基づいて波数を計算するための式がいくつかあるためです。波数の概念をよりよく理解するために、いくつかの問題を解いてみましょう。
結論
したがって、単位距離あたりのサイクル数を決定するために特に使用されると結論付けられます。波数の大きさには方向性がありません。波数は、「単位距離あたりのサイクル数または単位距離あたりのラジアン数で表される、波の空間周波数」として定義されます。多次元システムでは、波数は波動ベクトルの大きさを表します。波数はスカラー値です。分光法と化学では、波数は単位距離あたりの波長の数として定義されます。角波数は、単位距離あたりのラジアン数です。
