Kalkulator fal

Kalkulator fal pozwala obliczać długość fali na podstawie jej częstotliwości, i odwrotnie. Druga funkcja związana jest z efektem Dopplera.

Jak działa kalkulator fal?

Kalkulator fal składa się z dwóch niezależnych części. W pierwszej, "Częstotliwość", ma cztery pola: częstotliwość f [Hz], prędkość v [m/s], długość λ [m] oraz okres T (s].
Po uzupełnieniu części pól, reszta uzupełnia się automatycznie. Ta część kalkulatora pozwala przede wszystkim obliczyć długość fali na podstawie jej częstotliwości, i odwrotnie. Obliczać można parametry różnych typów fal, związanych z dźwiękiem, światłem czy elektromagnetyzmem.
W części drugiej, oznaczonej jako "Efekt Dopplera" użytkownik podaje częstotliwość fz [Hz] nadawanej fali ze źródła oraz prędkość źródła w kierunku obserwatora vz [m/s] oraz prędkość fali w ośrodku vf [m\s]. Kalkulator oblicza odbieraną częstotliwość przez nieruchomego obserwatora fo [Hz]. W przypadku ruchu źródła w kierunku „od” obserwatora, podane prędkość źródła powinna być ujemna.

Czym jest efekt Dopplera?

Efekt Dopplera to zjawisko, u podstaw którego leży fakt, że częstotliwość odbieranej fali zmienia się podczas ruchu źródła fali względem odbierającego. Najlepiej można to oczywiście zauważyć na przykładzie dźwięku – ten sam dźwięk wydawany przez jadące auto czy lecący samolot będzie inaczej słyszany w różnych momentach ruchu tychże pojazdów znajdujących się w różnych odległościach od odbierającego. Nazwa zjawiska pochodzi od nazwiska austriackiego fizyka Christiana Andreasa Dopplera, który pisał o nim w swej pracy w 1842 roku (sam Doppler został naukowcem trochę przez przypadek, pochodził z rodu kamieniarzy i miał przejąć rodzinną firmę, ale był zbyt mikrej postury i musiał zmienić profesję...). Co ciekawe, nie on jednak jako pierwszy przeprowadził empiryczne naukowe badania w tym zakresie – te były niezależnymi od siebie eksperymentami Christopha Buysa Baillota w 1845 roku i Armanda Fizeau w 1848; obaj panowie potwierdzili, że teoretyczne obliczenia Dopplera sprawdzają się w praktyce.

Długość i częstotliwość fali

To dwa podstawowe pojęcia związane z falami, a więc z zaburzeniami rozprzestrzeniającymi się w przestrzeni lub w konkretnym ośrodku materialnym. Długością fali nazywamy najmniejszą odległość między dwoma powtarzającymi się jej fragmentami, mającymi tę samą fazę drgań. Częstotliwość fali to ilość fal przebiegających przez konkretny czas przez dany/dowolny punkt. Obie te wartości znamy przede wszystkim z ustawień nadajników radiowych, gdzie wyszukuje się właśnie audycji na konkretnych długościach i częstotliwościach.