Golven kunnen geluid, licht of zelfs de golffunctie van deeltjes beschrijven, maar elke golf heeft een golfgetal. Dit beschrijft hoe het door de ruimte varieert, en dit hangt cruciaal af van de golflengte van de golf of zijn snelheid en frequentie. Voor studenten natuurkunde of scheikunde is het leren berekenen van een golfgetal een essentieel onderdeel van het beheersen van het onderwerp. Het goede nieuws is dat er een eenvoudige formule is voor het golfnummer en dat u alleen basisinformatie over de golf nodig hebt om het te berekenen.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Gebruik de vergelijking:

ν

\u003d 1 / 𝜆

\u003d f
/ v

Om het ruimtelijke golfgetal ( ν
) te berekenen en daarbij op te merken dat 𝜆

betekent golflengte, f
betekent frequentie en v
betekent de snelheid van de golf.

Gebruik de vergelijking:

k
\u003d 2π / 𝜆

\u003d 2π_f_ / v

Naar hoekig golfgetal berekenen ( k
).
Wat is een golfgetal?

Natuurkundigen en scheikundigen gebruiken twee verschillende soorten golfgetallen - ofwel het ruimtelijke golfgetal (vaak ruimtelijke frequentie genoemd) of het hoekige golfnummer (ook wel het cirkelvormige golfnummer genoemd). Het ruimtelijke golfgetal vertelt u het aantal golflengten per afstandseenheid, terwijl het hoekige golfgetal u het aantal radialen (een hoekmaat) per afstandseenheid aangeeft. Over het algemeen wordt hoekig golfgetal gebruikt in de fysica en geofysica, terwijl ruimtelijk golfgetal wordt gebruikt in de chemie. In wezen zijn de vergelijkingen hetzelfde, behalve dat het hoekige golfnummer 2π als teller gebruikt, omdat dit het aantal radialen in een hele cirkel is (equivalent aan 360 °).

1. Vind de informatie die u nodig hebt de golf
   
   

   Zoek de golflengte van de golf voordat u het hoek- of ruimtegolfnummer berekent. Beide grootheden zijn alleen afhankelijk van de golflengte, aangegeven met het symbool λ
   , en u kunt dit zelfs rechtstreeks lezen uit een visuele weergave van de golf als de afstand tussen opeenvolgende "pieken" of "dalen" van de golf.
   

   Als u niet over de golflengte beschikt, kunt u de relatie gebruiken:
   

   𝜆
   
   
   
   \u003d v
   / f
   
   

   Waar v
   staat voor de snelheid van de golf en f
   staat voor zijn frequentie. Dit betekent dat u het golfgetal kunt berekenen met een frequentie en een snelheid, waarbij u opmerkt dat de snelheid voor lichtgolven altijd v
   \u003d c
   \u003d 2.998 × 10 ^{8 meter per seconde is .}
   

2. Kies de juiste vorm van de vergelijking
   
   

   Gebruik de volgende relatie om het ruimtelijke golfnummer te berekenen (hier weergegeven door ν
   , hoewel soms andere symbolen worden gebruikt ):
   

   ν
   
   \u003d 1 / 𝜆
   
   
   
   
   

   \u003d f
   / v
   
   

   Waar de eerste definitie gewoon de wederkerige van de golflengte voorstelt, en de tweede dit uitdrukt als de frequentie gedeeld door de snelheid van de golf. Golfnummers hebben eenheden met een lengte ^{−1, bijvoorbeeld voor meters (m), dit zou m −1 zijn.}
   

   Voor het hoekige golfnummer (aangegeven door k
   ) , de formule is:
   

   k
   
   \u003d 2π / 𝜆
   
   
   

   \u003d 2π_f_ /< em> v
   
   

   Waar weer de eerste golflengte gebruikt en de tweede dit vertaalt in een frequentie en een snelheid.
   

3. Bereken het golfnummer
   
   

   Bereken de golfgetal met de juiste vergelijking. Voor een lichtgolf met een golflengte van 700 nanometer of 700 × 10 ^{−9 m, die rood licht vertegenwoordigt, is de berekening van het hoekige golfgetal:}
   

   k
   
   \u003d 2π / 𝜆
   
   
   

   \u003d 2π /(700 × 10 ^{−9 m)}
   

   \u003d 8.975979 × 10 ^{6 m −1}
   

   ≅ 8.98 × 10 ^{6 m −1}
   

   Voor een geluidsgolf met een frequentie van 200 Hz en een snelheid van 343 meter per seconde (ms ^{−1), geeft de berekening van het ruimtelijke golfnummer:}
   

   ν
   
   \u003d f
   / v
   
   

   \u003d 200 Hz /343 ms ⁻¹
   

   \u003d 0.583 m ⁻¹