波长

什么是波长？波长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$2 \pi$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。

在机械波为横波的图像中，两个相邻的波峰（或波谷）x轴上的距离为波长的大小。如图所示。

波长公式

（1）$λ=uT$

公式中，u为波速，T为振动周期，λ为波长。

（2）$λ=u/f$

公式中，u为波速，f为振动频率，λ为波长。

两个相邻的波峰（或波谷）在x轴上的距离，即为波长λ的大小。

波长与频率关系

在波速固定的前提下（比如光速），波长与频率关系满足反比例关系。

波长与频率关系公式为：$λ=u/f$

公式中，u为波速，f为振动频率，λ为波长。

光的波长测量

利用托马斯杨双缝干涉实验，可以测量单色光的波长，其方程为：

$Lλ=d \Delta x$

公式中，L为双缝到光屏的距离，λ为波长，d为双缝距离，$\Delta x$为相邻的两个干涉明纹间的距离。

平行度较好的单色光（激光），通过双缝（双缝间距离为d）后，会在距离双缝L的屏上呈现出明显的等间距的干涉条纹。具体如图所示（光的干涉条纹）。

光的干涉图像

实验原理图如下。

如果图中P点，为第一条亮纹中心，则OP的距离，即为$\Delta x$；如果P为第n条亮纹中心，则OP的距离为$n \Delta x$；

测量出OP的距离，并将$\Delta x$计算的结果带入方程（$Lλ=d \Delta x$），即可计算出该波波长的大小。

参考链接：双缝干涉|光的干涉

可见光的波长与颜色

根据波长由小到大的顺序，如下图。

可见光的波长与颜色的关系为：红橙黄绿青蓝紫，波长依次减小（频率逐步增大）。

红光与紫光的波长

红光与紫光的波长关系为：红光波长大，紫光波长小。

红外线和紫外线的波长

由上图可以看出，红外线和紫外线的波长关系为：红外线的波长大，紫外线的波长小。

参考链接：

• 波

• 波的干涉|波的叠加|干涉图样

• 双缝干涉|光的干涉

• 波的衍射|光的衍射

• 波(相干波/驻波)

• 相干波(二)

• 多普勒效应

光的双缝干涉

光波的波长

光也是一种横波，严格来说是电磁波。光波的波长也满足上述波的性质与计算公式。

光波的波长与频率关系公式为：$c=u/f$

公式中，c为光速，f为光的频率，λ为波长大小。由于光速是固定数值（$3 \times 10^8m/s$）