频率与波长互转计算器 | f=c/λ 电磁波
使用f=c/λ公式在频率和波长之间互转。支持从Hz到THz、nm到km多种单位,适用于射频、微波和光学工程。
使用说明
- 选择转换方向:"频率→波长"或"波长→频率"。
- 输入数值并选择对应单位(频率:Hz 至 THz;波长:nm 至 km)。
- 点击"转换"得到计算结果。
- 工具使用真空光速 c = 299,792,458 m/s。
- 对于其他介质(如折射率 n=1.5 的光纤),介质中波长 = 真空波长 / n。
- 结果同时显示光子能量(eV),对光学和射频应用均有参考价值。
关于频率与波长
f = c/λ 关系式
真空中电磁波的频率和波长满足 f = c/λ,其中 c = 299,792,458 m/s ≈ 3×10⁸ m/s。频率越高,波长越短;频率越低,波长越长。这一关系贯穿整个电磁波谱——从无线电波(千米波长,kHz 频率)到伽马射线(皮米波长,EHz 频率)。频率决定波的能量,波长决定其穿透性和衍射特性。
电磁波谱
主要频段:无线电(3 Hz–300 MHz,λ=1mm–100,000km)、微波(300 MHz–300 GHz,λ=1mm–1m)、红外(300 GHz–430 THz,λ=700nm–1mm)、可见光(430–790 THz,λ=380–700nm):红色700nm、橙色620nm、黄色580nm、绿色530nm、蓝色470nm、紫色400nm、紫外(790 THz–30 PHz)、X射线(30 PHz–30 EHz)、伽马射线(>30 EHz)。各频段与物质的相互作用各异,应用领域也各不相同。
电子技术中的常见频段
重要射频频段:中波广播 535–1705 kHz(λ≈175–560m),调频广播 87.5–108 MHz(λ≈2.8–3.4m),WiFi 2.4 GHz(λ=12.5cm),WiFi 5 GHz(λ=6cm),WiFi 6E/6 GHz(λ=5cm),4G LTE 700 MHz(λ=43cm)至 2.6 GHz(λ=11.5cm),5G 毫米波 24–100 GHz(λ=3–12.5mm),GPS L1 = 1575.42 MHz(λ=19cm)。天线尺寸与波长有关——半波偶极天线长度为 λ/2。
不同介质中的波长
真空中光速 c = 3×10⁸ m/s。在其他介质中,波速按折射率 n 降低:v = c/n,介质中波长 = λ_真空 / n。例如光纤(n≈1.5)中:1550nm 通信波长在玻璃中为 1033nm。PCB 微带线(εr≈4)中,有效波长约为自由空间的一半,因此 PCB 天线设计长度比自由空间四分之一波长计算值更短。
主要特性
- 频率与波长双向互转
- 支持 Hz 至 THz 和 nm 至 km 的单位范围
- 显示角频率 ω 和光子能量(eV)
- 自动识别所属电磁波频段
常见应用
- 无线电和微波系统天线长度计算
- 光纤和激光器波长换算
- 射频谐振腔和波导设计
- 光谱仪和光子器件设计
- 电磁兼容(EMC)屏蔽和滤波估算