inlärningsmål

• definiera våglängd.
• definiera frekvens.
• beskriv egenskaperna hos en våg.
• utför beräkningar som involverar våglängd och frekvens.

tycker du om att gå till stranden?

under sommaren tycker nästan alla om att gå till stranden. De kan simma, ha picknick, och arbeta på sina tan. Men om du får för mycket sol kan du brinna. En viss uppsättning solvåglängder är särskilt skadliga för huden. Denna del av det sväva spektrumet är känt som UV B, med våglängder på 280-320 nm. Solskyddsmedel är effektiva för att skydda huden mot både omedelbar hudskador och den långsiktiga risken för hudcancer.

vågor

vågor kännetecknas av deras repetitiva rörelse. Föreställ dig en leksaksbåt som rider på vågorna i en vågpool. När vattenvågen passerar under båten rör den sig upp och ner på ett regelbundet och upprepat sätt. Medan vågen färdas horisontellt, färdas båten bara vertikalt upp och ner. Figuren nedan visar två exempel på vågor.

Figur 1. (A) en våg består av växlingskammar och tråg. Våglängden definieras som avståndet mellan två på varandra följande identiska punkter på vågformen. Amplituden är vågens höjd. (B) en våg med en kort våglängd (topp) har en hög frekvens eftersom fler vågor passerar en given punkt under en viss tid. En våg med en längre våglängd (botten) har en lägre frekvens.

en vågcykel består av en komplett våg—börjar vid nollpunkten, går upp till en vågkam, går tillbaka ner till ett vågtråg och tillbaka till nollpunkten igen. Våglängden för en våg är avståndet mellan två motsvarande punkter på intilliggande vågor. Det är lättast att visualisera våglängden för en våg som avståndet från en vågkam till nästa. I en ekvation representeras våglängden av den grekiska bokstaven lambda (kub). Beroende på vågtyp kan våglängden mätas i meter, centimeter eller nanometer (1 m = 109 nm). Frekvensen, som representeras av den grekiska bokstaven nu (kub), är antalet vågor som passerar en viss punkt under en viss tid. Typiskt mäts frekvensen i enheter av cykler per sekund eller vågor per sekund. En våg per sekund kallas också en Hertz (Hz) och i SI−enheter är en ömsesidig sekund (s-1).

Figur b ovan visar ett viktigt samband mellan våglängden och frekvensen för en våg. Toppvågen har tydligt en kortare våglängd än den andra vågen. Men om du föreställer dig själv vid en stationär punkt som tittar på dessa vågor passerar, skulle fler vågor av det första slaget passera under en viss tid. Således är frekvensen för de första vågorna större än den för de andra vågorna. Våglängd och frekvens är därför omvänt relaterade. När våglängden för en våg ökar minskar frekvensen. Ekvationen som hänför sig till de två är:

c = Aci

variabeln C är ljusets hastighet. För att förhållandet ska hålla matematiskt, om ljusets hastighet används i m/s, måste våglängden vara i meter och frekvensen i Hertz.

ordlista