Hullámszám

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

A hullámszám a fizika legtöbb területén a hullámhossz reciprokával azonos hullámtulajdonság. Inverz hosszúság dimenziójú (radián per méter). A körfrekvencia térbeli analógiája. Időtartománybeli adatokon végzett Fourier-transzformáció frekvenciaspektrumot, tértartománybelin hullámszámspektrumot ad. Az egzakt definíció a tudományterülettől függ.

[szerkesztés] Körhullámszám

A k körhullámszám – gyakran félrevezetően csak röviden „hullámszám”, – definíciója:

ahol λ a közegbeli hullámhossz, ν a frekvencia, v_p a hullám fázissebessége, ω a körfrekvencia, E az energia, ħ a redukált Planck-állandó, és c a vákuumbeli fénysebesség. A körhullámszám a hullámvektor abszolútértéke, aminek iránya azonos a hullám terjedési irányával.

[szerkesztés] Hullámszám

A spektroszkópiában az elektromágneses sugárzás hullámszámának definíciója:

ahol λ az SI mértékegységrendszerben méterben (m) mért és gyakran centiméterben (cm = 10⁻² m) kifejezett vákuumbeli hullámhossz. A hullámszám egysége cm⁻¹ (reciprok centiméter vagy „inverz centiméter”). Ezen mennyiség használatának történelmi okai vannak, mivel arányos az energiával, de nem függ a fénysebességtől vagy a Planck-állandótól, amik nem voltak elegendő pontossággal ismertek, vagy egyáltalán nem voltak ismertek.

Például a hidrogénatom emissziós vonalainak hullámszámát így adhatjuk meg:

ahol λ a hullámhossz, R a Rydberg-állandó, n₁ és n₂ főkvantumszámok, és n₂ nagyobb, mint n₁.

Spektroszkópusok gyakran fejeznek ki különféle mennyiségeket, mint pl. az energiát, cm⁻¹-ben. Fesztelen szóhasználatban cm⁻¹-t néha „hullámszámnak” hívják, ami a mértékegység szerepét keveri a mennyiséggel (pl. „Az energia 300 hullámszám.”).

[szerkesztés] Atmoszférakutatás

A hullámszám az atmoszférakutatásban a tértartomány és a hullámhossz hányadosa, vagy ami ugyanaz, az a szám, ahányszor a hullám ugyanabban a fázisban van a tértartományban. A tartomány lehet 2π a dimenziótlan esetben, vagy

egy atmoszférikus hullám esetén, ahol R a Föld sugara és φ a szélesség. A hullámszám-frekvencia diagramok az atmoszférikus hullámok szemléltetésének bevett eszközei.