Как решать задачи на длину волны, частоту и скорость в ЕГЭ?
В теме волн постоянно встречается связь длины волны, частоты и скорости. Не помню формулу и путаюсь, что от чего зависит, особенно когда волна переходит в другую среду. Как решать задачи на длину волны?
2 ответа
Базовая связь для любой волны:
v = λ·ν (скорость = длина волны × частота)
Или через период: λ = v·T (так как ν = 1/T).
gде v — скорость волны (м/с), λ (лямбда) — длина волны (м), ν — частота (Гц), T — период (с).
Что важно понимать:
- Частота волны не меняется при переходе в другую среду — она задаётся источником.
- А вот скорость и длина волны меняются вместе: если волна замедляется в новой среде, длина волны уменьшается (частота-то та же).
Для света в вакууме: v = c = 3·10⁸ м/с, тогда λ = c/ν.
Для звука в воздухе: v ≈ 340 м/с.
Пример. Радиоволна частотой ν = 100 МГц = 10⁸ Гц в вакууме.
λ = c/ν = 3·10⁸ / 10⁸ = 3 м.
Пример (звук). Частота 680 Гц, скорость звука 340 м/с. λ = 340/680 = 0,5 м.
Частые ошибки:
- Думают, что при переходе в среду меняется частота — нет, меняется длина волны и скорость, частота постоянна.
- Путают МГц/кГц с Гц (1 МГц = 10⁶ Гц).
- Берут скорость света для звука или наоборот.
Запомни главное правило перехода между средами: ЧАСТОТА — паспорт волны, она не меняется никогда (её диктует источник). Меняются скорость и длина волны. Из v = λν при постоянной ν: во сколько раз упала скорость, во столько же раз стала короче длина волны. Поэтому в воде или стекле свет той же частоты (и цвета) имеет меньшую длину волны. Это часто проверяют в задачах на преломление света.