ความยาวคลื่น

ความยาวคลื่น คือระยะทางระหว่างส่วนที่ซ้ำกันของคลื่น สัญลักษณ์แทนความยาวคลื่นที่ใช้กันทั่วไปคือ อักษรกรีก แลมบ์ดา (λ).

แกนนอนในแผนภูมิแทนระยะทาง และแกนตั้งแทนค่า ณ เวลาหนึ่ง ของปริมาณหนึ่งซึ่งกำลังเปลี่ยนแปลง (ตัวอย่างเช่น สำหรับคลื่นเสียง ปริมาณที่กำลังเปลี่ยนแปลงก็คือแรงดันอากาศ หรือสำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ปริมาณที่กำลังเปลี่ยนแปลงก็คือสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก) ซึ่งเป็นฟังก์ชันของระยะทาง

ความยาวคลื่น λ สัมพันธ์แบบผกผันกับความถี่ของคลื่นนั้น โดยความยาวคลื่นมีค่าเท่ากับความเร็วของคลื่นนั้นๆ หารด้วยความถี่ ถ้าเราพิจารณาคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสุญญากาศ ความเร็วนั้นก็คือความเร็วแสงนั่นเอง ความสัมพันธ์นี้สามารถเขียนได้เป็น

${\displaystyle \lambda ={\frac {c}{f}}}$

เมื่อ:

λ = ความยาวคลื่น

c = ความเร็วแสงในสุญญากาศ ซึ่งมีค่าเท่ากับ 299,792,458 เมตรต่อวินาที

f = ความถี่ของคลื่น

สำหรับคลื่นวิทยุ ความสัมพันธ์นี้เขียนโดยประมาณได้เป็น: ความยาวคลื่น (ในหน่วยเมตร) = 300 / ความถี่ (ในหน่วย megahertz)

เมื่อคลื่นแสง (หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าใดๆ) เดินทางในตัวกลางใดที่ไม่ใช่สุญญากาศ ความยาวคลื่นจะลดลงด้วยอัตราส่วนเท่ากับดรรชนีหักเห n ของตัวกลางนั้น แต่ความถี่จะยังคงเท่าเดิม ความยาวคลื่นแสงในตัวกลางใดๆ สามารถเขียนได้เป็น

${\displaystyle \lambda ^{\prime }={\frac {\lambda _{0}}{n}}}$

เมื่อ:

λ₀ คือความยาวคลื่นในสุญญากาศ

ไม่ว่าคลื่นแสงจะเดินทางอยู่ในตัวกลางใด เมื่อเราอ้างถึงความยาวคลื่น มักหมายถึงความยาวคลื่นในสุญญากาศเสมอ

หลุยส์-วิคทอร์ เดอบรอยล์ ค้นพบว่าอนุภาคที่มีโมเมนตัม มีความยาวคลื่นซึ่งสัมพันธ์กับฟังก์ชันคลื่นของอนุภาคนั้น เรียกว่า ความยาวคลื่นของเดอบรอยล์