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