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波长

物理学名词

波长（wavelength），是指波在一个振动周期内传播的距离。也就是沿着波的传播方向，相邻两个振动位相相差2π的点之间的距离。波长λ等于波速u和周期T的乘积，即λ=uT。同一频率的波在不同介质中以不同速度传播，所以波长也不同。

波长对波性质的度量
波长（或可换算成频率）是波的一个重要特征指标，是波的性质的量度。例如：机械波可以从它的波长来量度，可听声波长从17mm到17m不等，相应的频率约为20000Hz到20Hz（频率与波长成反比，所以频率较高的在前面）；电磁波也可以由它的波长来量度，人眼的可见光从深红色的750nm波长，400THz频率，到紫色的400nm波长，750THz频率。
如图1所示为电磁波各类波长：
在讨论弹性波的传播时，会假设媒质是连续的，因为当波长远大于媒质分子之间的距离时，媒质中一波长的距离内，有无数个分子在陆续振动，宏观上看来，媒质就像是连续的; 但如果波源的频率极高，波长极小，当波长小到等于或小于分子间距离的数量级时，相距约为一波长的两个分子之间，不再存在其他分子，不能再认为媒质是连续的，也不能传播弹性波了。高度真空中分子间的距离极大，不能传播机械波就是这个原因。
横波与纵波的波长
波长指沿着波的传播方向，在波的图形中两个相对平衡位置之间的位移。横波与纵波的波长所代表的意义是不同的。在横波中，波长是指相邻两个相位相差 的点的距离，通常是相邻的波峰、波谷或对应的过零点。在纵波中，波长是指相邻两个密部或疏部之间的距离。波长在物理中常表示为λ，国际单位是米（m）。
波长与频率的关系
频率就是某一固定时间内，通过某一指定地方的波数目，即 。因而由前面波长的表达式，可以得到波长和频率的关系式为：
式中的传播速度的单位为m/s（米/秒），频率的单位为赫兹（Hz，简称赫），波长的单位为米。例如，中央人民广播电台第一套节目所用的一个广播频率为639kHz（千赫），电磁波在空气中的传播速度为光速3×108m/s，则可计算得这套节目的无线电波波长为：
电磁波中的关系式
电磁波长与能量之间的关系式是
式中E代表能量，h为普朗克常数；c是光在真空中的光速，近似为2.998x108m/s。
电磁波长与频率的关系式是
式中c为光速，是波长，是电磁波的频率。
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