파동(wave), 주파수(frequency) 및 파장(wavelength) 계산

파동(wave)은 공간을 따라 한 지점에서 다른 곳으로 진동이 전파되는 현상이다.

주파수(frequency)는 단위 시간당 발생하는 파동 수를 나타내며 일반적으로 헤르츠(Hz)로 측정한다.

따라서 파동이 1초에 60번 반복되면 그 주파수는 60 Hz가 된다.

 

파장(wavelength)은 일반적으로 람다(λ)로 표시하며 정현파(사인파)의 동일한 두 지점 사이의 거리이다. 이는 매질 내 파동의 속도(V)를 주파수(f)로 나눈 값과 같다.

파동이 이동하는 매체에 따라 다르며, 단위는 미터 등과 같은 거리 단위를 갖는다.

 

파장, 주파수 및 파동 속도는 아래 식으로 나타낸다.

 

(식 1) λ = V / f

(식 2) V = λ f

(식 3) f = V / λ

 

여기서,

λ : 파장(wavelength), m

V : 파동 속도, m/s

f : 주파수(frequency), Hz

이다.

 

그림 1. 파동과 파장

 

참고로 진공 중 빛의 속도는 299,792,458 m/s, 공기중 빛의 속도는 299,702,547 m/s, 물 속에서 빛의 속도는 225,238,511 m/s, 공기중 소리의 속도(20°C)는 343 m/s, 물 속에서 소리의 속도 (20°C)는 1,481 m/s 이다.

 

결과값 선택 : wavelength velocity frequency

파동 속도, V (m/s) :

주파수, f (Hz) :

     

파장, λ (m) :

 

예를 들어, 라디오 방송국은 590 kHz의 주파수로 방송할 때, 전파의 파장은 아래와 같다.

파장 = C/주파수 = (299,792,458 m/s) / (590,000 Hz) = 508.12 m