אנו יודעים כי גם החשמלי וגם מַגנֶטִי שדות נעים בצורה של גלים והפרעה לשדות אלה נקראת אור. לדוגמא, כאשר אתה זורק אבן לבריכה, אנו יכולים להבחין בגלים בצורה מעגלית הנעים החוצה מן האבן. בדומה לגלים אלה, לכל אדווה אור יש רצף של נקודות גבוהות המכונה פסגות, בכל מקום שבו השדה החשמלי הוא מקסימלי, ורצף של נקודות נמוכות מכונה שוקת, בכל מקום שבו השדה החשמלי הוא הנמוך ביותר. המרחק בין שני פסגות גל נקרא אורך גל וגם עבור שוקת זה יהיה זהה. מספר האדוות שזורמים בנקודה מסוימת תוך שנייה אחת מכונה התדר והיא מחושבת במחזורים / שנייה המכונה HZ (הרץ). מאמר זה דן בקשר בין אורך גל לתדר.
הקשר בין אורך הגל לתדירות
הקשר בין אורך גל לתדר דן בעיקר מהו תדר, מהו אורך הגל ויחסו.
מהי תדר?
ניתן להגדיר תדר כמספר תנודות אדווה לכל יחידה בזמן המחושב בהרץ (הרץ). טווח התדרים הנשמע על ידי בני אדם נע בין 20 הרץ ל 20000 הרץ. אם תדר הצליל נמצא מעל טווח האוזניים האנושיות אז הוא מכונה אולטרסאונד. באופן דומה, אם תדר הצליל נמוך מטווח האוזניים האנושיות, הרי שהוא מכונה אינפרסאונד.
משוואת התדר (f) היא = 1 / T.
איפה
f = תדר
T = פרק זמן
מהו אורך גל?
אֹרֶך גַל (מרחק / אורך) ניתן להגדיר את המרחק בין שתי נקודות קרובות בתוך שלב זו עם זו. לכן, שתי פסגות רצופות שאחרת שוקת על אדווה מופרדות למרחק של אורך גל יחיד. ניתן לתאר את אורך הגל של הגל בעזרת סמל 'λ' למבדה.
אֹרֶך גַל
אורך הגל הוא המרחק בין שני פסגות או שתי שוקות בגל. נקודת השיא של הגל היא סמל ואילו הנקודה הנמוכה ביותר של צורת הגל היא שוקת. יחידות אורך הגל הן מטרים, cms, mms, nms וכו '.
משוואת אורך הגל (λ) היא = λ = v / f
איפה
V = מהירות שלב או מהירות
f = תדר
איך קשורים אורך גל ותדירות?
הנסיעות של אלקטרומגנטית או גלי EM יכולים להיעשות במהירות של 299,792 קמ'ש. זה אחד המאפיינים החשובים. ישנם סוגים רבים של גלים זמינים המשתנים בתדירות ובאורך הגל. ניתן להגדיר את מהירות האור כשתדירות ה- EM מכפילה את אורכו הגל.
מהירות אור = אורך גל * תדירות תנודה
המשוואה הנ'ל משמשת לגלות התדר או אורך הגל של גל EM על ידי חלוקת המדידה עם מהירות האור כדי לקבל מדידה נוספת.
הקשר בין תדר לאורך גל
הקשר בין אורך הגל לתדירות האור יכול להתקיים כאשר גל בתדר גבוה עובר מהר יותר מבעבר על חבל. בשלב מסוים בזה אנו יכולים לראות שאורך הגל הופך לקצר יותר. לפיכך, עלינו לדעת האם מערכת יחסים זו היא בדיוק.
קשר-בין-אורך-גל-תדר
כמות נוספת היא פרק זמן שניתן להשתמש בה להמחשת אות. ניתן גם להגדיר מתי לוקח זמן להשלמת תנודה. כאשר התדר קובע את מספר הפעמים שגל תנוד והוא יכול לבוא לידי ביטוי כ,
תדר = פרק זמן 1 / T או f = 1 / T.
כל עמדה על האות מגיעה לאותו קצב לאחר תקופה אחת, שכן אות עובר תנודה אחת לאורך שלב יחיד. זה קורה כאשר כל תוצאה של תנודה בפגישה עוברת למרחק אורך הגל בשלב היחיד כדי להיסגר.
ניתן לתאר את מהירות הגל (v) כמרחב שעובר דרך גל לכל יחידת זמן. אם האמינו כי האות עובר מרחק גל אחד בתוך תקופה אחת,
V = λ / T
לכן אנו יודעים כי T = 1 / f, כך שהמשוואה לעיל יכולה להתבטא כ,
V = f λ
מהירות הגל שווה ערך לתוצר של אורך הגל והתדירות שלו, מה שמרמז על הקשר בין שני אלה.
הקשר בין אורך גל מודרך לתדירות ניתוק
להלן נדון על אורך הגל מונחה היחסים ותדירות הניתוק.
מדריך אורך גל
ניתן להגדיר את אורך הגל המודרך כמרווח בין שני מישורי פאזה שווה ערך עם מוליך הגל. אורך גל זה הוא פונקציה המשמשת להפעלת תדרים כמו גם לאורכי גל נמוכים. משוואת אורך הגל המדריך מוצגת להלן.
λ מדריך = λ שטח / √ ((1- λ שטח) / λ ניתוק) 2
מדריך = c / f x1 / √1- (c / 2af) 2
זה משמש בעיקר בעת תכנון תצורות מבוזרות בתוך מדריך הגל. למשל, אם אנו מתכננים מתג דיודה כמו דיודת PIN באמצעות שתי דיודות שאנט בעלות רווחים של אורך גל 3/4 בנפרד, השתמש באורך הגל המדריך (3/4) בעיצוב שלך. במדריך גל, אורך הגל המודרך משווה אותו יותר בשטח פנוי.
תדרי ניתוק
ישנם סוגים שונים של מצבי שידור התומכים במוביל גל. אך מצב השידור הרגיל בתוך מוליך הגל המלבני מכונה TE10. אורך הגל החתוך העליון או תדירות הניתוק התחתונה המשמשים למצב זה הם פשוטים ביותר. התדר החתוך העליון הוא במדויק אוקטבה אחת מעל התחתונה.
חתך עליון λ = 2 x א
fחתך תחתון= c / 2a (GHz)
a = ממד קיר רחב
c = מהירות אור
גבולות הפעולה הרגילים המשמשים למוליך גל מלבני נעים בין 125% ל 189% מתדר הניתוק התחתון. לכן תדר הניתוק של WR90 הוא 6.557 ג'יגה הרץ ותחילת הפעולה הרגילה תנוע בין 8.2 ג'יגה-הרץ ל -12.4 ג'יגה-הרץ. עבודת המדריך תיפסק בתדירות הניתוק התחתונה.
הקשר בין מהירות אורך גלי הקול לתדירות
גל קול נע במהירות מסוימת וגם יש לו תכונות כמו אורך גל כמו גם תדר. ניתן לראות את מהירות הקול בתצוגת זיקוקים. שרף הפיצוץ נצפה היטב ברגע שנשמע צליל בבירור, גלי הקול נעים במהירות קבועה שהיא איטית בהרבה בהשוואה לאור.
תדר הצליל יכול להיות באופן ישיר ואנו יכולים להבחין בשמה המכונה המגרש. אורך גל הקול אינו מזוהה באופן ישיר, אולם ראיות עקיפות נמצאות בחיבור של גודל כלי הנגינה יחד עם המגרש.
הקשר בין מהירות אורך גל הקול לתדירות זהה לכל הגלים
Vw = fλ
איפה ש 'וו' הוא מהירות הצליל.
'F' הוא התדר
'Λ' הוא אורך הגל.
ברגע שגל הקול מתחיל לנוע ממדיום אחד למדיום אחר אז ניתן לשנות את מהירות הקול. אך, בדרך כלל, התדר נשאר דומה מאוד מכיוון שהוא דומה לתנודה מונעת. אם 'וו' משתנה והתדירות נשארת זהה, לאחר מכן אורך הגל חייבים לשנות. כאשר מהירות הקול גבוהה יותר, אורך הגל שלה גבוה יותר עבור תדר מוגדר.
