波長と波数。似たような言葉ですがその意味は違います。
間違って使うと計算が合わなかったり、おかしな結果が得られることになるので注意する必要があります。
今回の記事では
波長と波数の違いはなにか？
波長と波数の単位は？
波長と波数をどう変換する？
の3点について説明していきます。
波長と波数の違いとは？
波長と波数。どちらも電磁波についての物理量です。
それではそれぞれの意味について簡潔にまとめます。
波長とは波の周期的長さ
波数とは単位長さあたりの波の数
その名の通り、”波長”は波の長さ”波数”は波の数だと考えるとわかりやすいですよね。
波長と波数の単位は？
波長はさきほど確認した通り、波の周期的長さですので長さの単位であるメートル(m)が使われます。
電磁波は比較的短い長さになるので、μmやnmの単位で表されることが多いです。
それに対して波数は単位あたりの波の数ですので長さを分母にした(/m)の単位が使われます。
物理化学では波数は次のように表されます。
$$
\tilde{\nu}=\frac{1}{\lambda}
$$
たしかに単位長さあたりの波の個数を表していることがわかります。
注意していただきたいのは、物理の波動を扱うとき(波動力学)においては波数kをつぎのようにかくこともあります。
$$
k=\frac{2 \pi}{\lambda}
$$
こちらは先ほどの式に2πをかけたもので単位は変わりませんが、値は変わります。
この式も波数と言われることもあるので、どちらのことを指しているのか注意する必要があります。
波長と波数をどう変換する？
さきほどみたように波長λに対して波数は1/λです
ですから、波長から波数に変換したい時には単純に逆数をとれば大丈夫です。
また逆に波数から波長に変換したいときも逆数をとれば大丈夫であることがわかります。
ただし、先ほど確認した通り、波長の逆数に2πをかけたものが波数と呼ばれることもありますので注意が必要です。
まとめ
・波長とは波の周期的長さで単位は(m)
・波数とは単位長さあたりの波の数で単位は(/m)
・波長と波数を変換するには逆数を取ればいい。
大学院試験対策におすすめの参考書
最後に大学院試験対策におすすめの参考書を紹介します。
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おすすめの無機化学参考書
無機化学演習 大学院入試問題を中心に
無機化学演習 大学院入試問題を中心に
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おすすめの物理化学参考書
アトキンス物理化学
アトキンス物理化学(上)
アトキンス物理化学(下)
アトキンス物理化学は、物理化学の参考書としてはよく用いられています。
マッカーリサイモンの物理化学の参考書とよく比較されますが、私個人としては、こちらの方が図表がきれいに並べられているため見やすいと感じています。
また演習問題が多く、これ一冊で大学院の対策ができることもいい点です。
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アトキンス物理化学第10版の解答はこちら
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物理化学演習 1―大学院入試問題を中心に (化学演習シリーズ)
アトキンス物理化学の演習問題の答えがないときには、こちらの物理化学演習の参考書を買うのも一つの手でしょう。
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