Vraag:
Waarom wordt golflengte niet gemeten in een tijdseenheid?
Zaid Khan
2013-10-04 12:19:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Terwijl ik Fourier-transformaties aan het leren ben, heb ik deze kleine twijfel over golflengte.

Waarom wordt die golflengte voor een sinusgolf, of een andere golf, gemeten met een afstandseenheid?

Als het reist tov tijd, waarom wordt het niet gemeten als een tijdseenheid?

Ik denk dat in de onderstaande tekening de groene lijn de golflengte is. Dus waarom zou je het meten met een afstandseenheid?

enter image description here

de aanwijzing zit in de titel ...
Vier antwoorden:
Alfred Centauri
2013-10-04 16:51:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De plot die u opgeeft, geeft de amplitude versus de tijd, dus er is geen andere lengte dan "lengte" van de tijd, d.w.z. periode) om over te spreken. Zonder verdere context is wat je daar hebt uitgezet een simpele sinusoïdale functie van tijd, geen golf.

Een golf is een functie van zowel tijd als ruimte. Bijvoorbeeld:

$$ f (x, t) = \ cos (\ frac {2 \ pi} {\ lambda} x - \ frac {2 \ pi} { T} t) $$

waarbij de golflengte \ $ \ lambda \ $ (gemeten in lengte-eenheden) en periode T (gemeten in tijdseenheden) zijn expliciet.

enter image description here

enter image description here

Vaak wordt dit geschreven als:

$$ f (x, t) = \ cos (kx - \ omega t) $$

waarbij k , het golfgetal is:

$$ k = \ frac {2 \ pi} {\ lambda} $$

en \ $ \ omega \ $, de hoekfrequentie is:

$$ \ omega = \ frac {2 \ pi} {T} $$

De golf plant zich voort met fasesnelheid

$$ v_p = \ dfrac {\ lambda} {T} = \ dfrac {\ omega} {k} $$

Dan kunnen we schrijven:

$$ f (x, t) = \ cos \ frac {2 \ pi} {T} (\ frac {x} {v_p} - t) = \ cos \ omega (\ frac {x} { v_p} - t) $$

of

$$ f (x, t) = \ cos \ frac {2 \ pi} {\ lambda} (x - tv_p) = \ cos k (x - tv_p) $$

Voor de volledigheid is het de moeite waard erop te wijzen hoe de golflengte zich verhoudt tot de periode (voortplantingssnelheid). Dit betekent dat als je eenmaal de voortplantingssnelheid kent, beide representaties (golflengte en periode) equivalent zijn. De intuïtie van OP is hier in orde.
@Vasiliy, Ik heb mijn antwoord dienovereenkomstig aangepast.
johnfound
2013-10-04 12:53:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De parameter die op uw figuur wordt aangeduid als "golflengte", wordt eigenlijk "periode" genoemd en wordt gemeten in tijdseenheden (uiteraard).

Golflengte is de afstand (in ruimte-eenheden - mm, m, km, enz.) tussen twee periodes van een golf (mechanisch, elektromagnetisch, enz.) in de ruimte waarin deze golf zich voortplant.

Merk op dat de golflengte afhangt van de voortplantingssnelheid van de golf in het specifieke medium. Als de golf zich langzaam voortplant in een medium, zal de golflengte korter zijn (de golf zal gedurende de gegeven tijd over een kortere afstand bewegen)

Dus betekent golflengte eigenlijk "de 'rechtgetrokken' lengte van een kruin / dal / nuldoorgang naar de volgende". Rechtop staan ​​betekent trouwens dat je je de golf voorstelt als een rechte lijn.
@KhanZaid Nee, niet rechtop, zoals weergegeven in de afbeelding die u hebt gepost. Het is het product van snelheid en periode van de golf, de afstand van het signaal dat het herhaalt.
@KhanZaid Nee, als ik u goed begrijp. De term "golflengte" heeft betrekking op een periodiek signaal, alleen als dit signaal door een bepaalde ruimte beweegt, in de vorm van een golf. Je afbeelding gaat over de waarde van het signaal, gemeten op één punt op verschillende momenten in de tijd. Dat is het verschil.
@KhanZaid Het is de afstand tussen de twee punten, niet de afstand langs de curve (waarvan de Y-as misschien toch niet de positie is, het is alleen voor transversale golven) - het is niet duidelijk wat je bedoelt met "rechtgetrokken".
MtWoRw
2013-10-05 00:23:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hoewel de eenheden voor golflengte eenheden zijn van afstand, geeft een golflengte nog steeds informatie over de tijdseigenschappen van een golf. Zoals u waarschijnlijk al weet, is de inverse van de golflengte de frequentie, die u vertelt hoeveel golflengten een instelpunt in de ruimte ziet in een bepaalde tijd (meestal een seconde). De frequentie van een golf bevat dus zowel tijd- als afstandseenheden. Als je dezelfde golf met alleen tijdseenheden zou willen beschrijven, zou je de golfperiode gebruiken, wat in feite de golflengte is die zojuist is gemeten in verschillende eenheden (tijdeenheden, geen afstandseenheden).

Ik niet ' Ik weet zeker waarom mensen golven meer verdelen in termen van hun golflengte versus hun menstruatie. Misschien om historische redenen, misschien werkt de wiskunde op die manier gewoon gemakkelijker (je zult er veel van tegenkomen als je doorgaat met leren over signaalverwerking) of iets anders. Hoe dan ook, het kan geen kwaad om comfortabel na te denken over golven in termen van afstand en tijd. Je gebruikt tenslotte Fourier-transformaties waarschijnlijk om tussen een tijdscontinuüm en een frequentiecontinuüm te gaan, wat voor mensen niet gemakkelijk is om hun hersens in te pakken.

BEWERKEN: een van mijn collega's heeft me net geïnformeerd die afstand was in de loop van de tijd de geprefereerde maat vanwege historisch-technologische redenen. Historisch gezien is het veel gemakkelijker om een ​​meter te meten dan een seconde. Ik vermoed dat we zelfs met de huidige technologie veel meer significante cijfers hebben op een perfecte meter dan een perfecte seconde.

Het lijkt misschien verwarrend om over dezelfde meting in verschillende soorten eenheden na te denken, maar het gebeurt vaker dan we denken. Een ounce is bijvoorbeeld technisch gezien een maatstaf voor massa, maar, althans in de VS, wordt er zelden aan gedacht of ernaar verwezen als een maatstaf voor massa. Het wordt gebruikt om het volume te meten, zelfs als niemand ‘fluid ounce’ zegt. Overigens worden bijna alle metingen van massa gebruikt alsof het gewichtsmetingen zijn en echte gewichtsmetingen worden zelden in de volksmond gebruikt.

Het is technisch niet verkeerd om een ​​golf te beschrijven in termen van afstand, zoals het technisch verkeerd is om ounces te gebruiken om het volume te beschrijven, maar het geeft wel inzicht in waarom en hoe je op meerdere manieren over één ding moet denken, en dat is waar je aan begint met Fourier Transforms. Dezelfde golf, een andere manier om ernaar te kijken, die andere informatie oplevert en, als je echt goed wordt, verschillende manieren biedt om informatie te isoleren en uit elkaar te halen waarvan je misschien nooit wist dat ze bestond. Het zijn allemaal best coole dingen, en het vereist absoluut dat je exact hetzelfde vanuit een totaal ander licht moet kunnen denken.

supercat
2013-10-05 01:28:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De golflengte van een signaal in een medium is de snelheid waarmee het signaal door dat medium reist, gedeeld door zijn frequentie. Snelheid wordt uitgedrukt in eenheden van afstand / tijd; frequentie is verdeeld in eenheden van 1 / tijd. De tijdgerelateerde eenheden worden opgeheven, waardoor de golflengte een maat voor de afstand is.

Als je foto een dwarsdoorsnede was van het oppervlak van een vloeistof waar golven een meter per seconde reizen, en het oppervlak van de het water op elk punt eenmaal per seconde op en neer bewoog, zou de golflengte één mater zijn. Als elk punt twee keer per seconde op en neer zou bewegen, zou de golflengte een halve meter zijn.



Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...