Wellenlängenrechner
Berechnen Sie Wellenlänge, Frequenz und Wellengeschwindigkeit für elektromagnetische und mechanische Wellen
Wellenlänge (λ)
Frequenz (f)
Wellengeschwindigkeit (v)
Periode (T)
Photonenenergie (E)
Elektromagnetisches Spektrum
Über die Wellengleichung
Die Wellengleichung beschreibt die grundlegende Beziehung zwischen Wellenlänge, Frequenz und Wellengeschwindigkeit. Sie gilt für alle Arten von Wellen, einschließlich elektromagnetischer Wellen (Licht, Radio, Röntgenstrahlen) und mechanischer Wellen (Schall, Wasserwellen, seismische Wellen).
Wichtige Gleichungen
- v = f × λ — Wellengleichung (Geschwindigkeit = Frequenz × Wellenlänge)
- λ = v / f — Wellenlänge aus Geschwindigkeit und Frequenz
- f = v / λ — Frequenz aus Geschwindigkeit und Wellenlänge
- T = 1 / f — Periode (Kehrwert der Frequenz)
- E = hf — Photonenenergie (Planck-Gleichung, für elektromagnetische Wellen)
Variablen
- λ (Lambda) — Wellenlänge (m)
- f — Frequenz (Hz, Schwingungen pro Sekunde)
- v — Wellengeschwindigkeit (m/s)
- T — Periode (s)
- E — Photonenenergie (J oder eV, nur elektromagnetische Wellen)
- h — Planck-Konstante (6,626 × 10⁻³⁴ J·s)
- c — Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (2,998 × 10⁸ m/s)
Elektromagnetisches Spektrum
Elektromagnetische Wellen umfassen einen weiten Bereich von Wellenlängen und Frequenzen. Alle elektromagnetischen Wellen bewegen sich im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit (c ≈ 2,998 × 10⁸ m/s), unterscheiden sich jedoch in Wellenlänge und Frequenz, was ihre Eigenschaften und Anwendungen bestimmt.
| Wellentyp | Wellenlängenbereich | Frequenzbereich | Häufige Anwendungen |
|---|---|---|---|
| Radiowellen | > 1 mm | < 300 GHz | Rundfunk, Kommunikation, Radar |
| Mikrowellen | 1 mm – 1 m | 300 MHz – 300 GHz | Kochen, WLAN, Satellit |
| Infrarot | 700 nm – 1 mm | 300 GHz – 430 THz | Wärmebildgebung, Fernbedienungen |
| Sichtbares Licht | 380 nm – 700 nm | 430 THz – 790 THz | Menschliches Sehen, Fotografie, Glasfaser |
| Ultraviolett | 10 nm – 380 nm | 790 THz – 30 PHz | Sterilisation, Fluoreszenz, Bräunung |
| Röntgenstrahlen | 0,01 nm – 10 nm | 30 PHz – 30 EHz | Medizinische Bildgebung, Sicherheitskontrolle |
| Gammastrahlen | < 0,01 nm | > 30 EHz | Krebsbehandlung, Kernphysik, Astronomie |
Schallgeschwindigkeit in verschiedenen Medien
Im Gegensatz zu elektromagnetischen Wellen benötigen mechanische Wellen wie Schall ein Medium zur Ausbreitung. Die Schallgeschwindigkeit variiert erheblich je nach Dichte und Elastizität des Mediums.
Luft (bei 20°C)
- • Geschwindigkeit: ~343 m/s
- • Steigt mit der Temperatur
- • Menschliches Hören: 20 Hz – 20 kHz
- • Wellenlängen: ~17 mm – 17 m
Wasser (bei 25°C)
- • Geschwindigkeit: ~1.480 m/s
- • ~4,3× schneller als in Luft
- • Verwendet in Sonar und Meeresbiologie
- • Variiert mit Salzgehalt und Tiefe
Stahl
- • Geschwindigkeit: ~5.960 m/s
- • ~17× schneller als in Luft
- • Verwendet in Ultraschallprüfung
- • Hohe Elastizität ermöglicht schnelle Ausbreitung
Referenzen
Die in diesem Rechner verwendeten physikalischen Konstanten und Wellendaten basieren auf etablierten wissenschaftlichen Standards:
Hinweis: Dieser Rechner verwendet physikalische Standardkonstanten (Lichtgeschwindigkeit c = 299.792.458 m/s, Planck-Konstante h = 6,626 × 10⁻³⁴ J·s). Die Schallgeschwindigkeitswerte sind Näherungen unter Standardbedingungen. Die tatsächlichen Wellengeschwindigkeiten variieren je nach Temperatur, Druck und Eigenschaften des Mediums.
Recommended Calculator
Casio FX-991ES Plus
The professional-grade scientific calculator with 417 functions, natural display, and solar power. Perfect for students and professionals.
View on Amazon