Wellenlänge

Den Abstand zwischen zwei Wellenbergen bzw. zwei Wellentälern nennt man Wellenlänge. Die Wellenlänge ist abhängig von der Frequenz. Je größer die Frequenz, desto kleiner die Wellenlänge. Die Wellenlänge wird mit dem griechischen Buchstaben $\lambda$ (Lambda) bezeichnet und üblicherweise in Meter ($\unit{\meter}$) angegeben.

Der Zusammenhang zwischen der Frequenz und der Wellenlänge ergibt sich aus der Lichtgeschwindigkeit von $\qty{300000}{\kilo\meter\per\second}$. Eine Welle mit einer Frequenz von $\qty{1}{\hertz}$ breitet sich $\qty{300000}{\kilo\meter}$ aus, bevor auf einen Wellenberg ein weiterer Wellenberg folgt. Eine Welle mit einer Frequenz von $\qty{1000}{\hertz}$ breitet sich nur $\qty{300}{\kilo\meter}$ aus, bevor auf einen Wellenberg wieder ein Wellenberg folgt. Bei $\qty{1000000}{\hertz}$ also $\qty{1}{\mega\hertz}$ sind es nur noch $\qty{300}{\meter}$.

Daraus ergeben sich folgende Formeln, mit denen sich leicht zwischen Frequenz $f$ (in $\unit{\mega\hertz}$) und Wellenlänge $\lambda$ (in Metern) umrechnen lässt:

$$f[[\unit{\mega\hertz}]] = \dfrac{300}{\lambda[[\unit{\meter}]]} \quad\quad\quad \lambda[[\unit{\meter}]] = \dfrac{300}{f[[\unit{\mega\hertz}]]}$$

Die beiden Formeln finden sich auch in der Formelsammlung, die bei der Prüfung als Hilfsmittel vorliegt.

Teilt man also 300 durch die Wellenlänge in Metern, erhält man die Frequenz in $\unit{\mega\hertz}$. Und genauso andersherum: Teilt man 300 durch die Frequenz in $\unit{\mega\hertz}$, erhält man die Wellenlänge in Metern.

Wollen wir also beispielsweise die Wellenlänge der Frequenz $\qty{145,3}{\mega\hertz}$ berechnen, dann setzen wir diese in die zweite Formel ein und lösen dann:

$$\lambda[[\unit{\meter}]] = \dfrac{300}{f[[\unit{\mega\hertz}]]} = \dfrac{300}{\qty{145,3}{\mega\hertz}} \approx \qty{2,06}{\meter}$$

Genauso funktioniert es andersherum. Setzen wir die Wellenlänge von 2,06 m in die erste Formel ein, dann kommt die ursprüngliche Frequenz heraus:

$$f[[\unit{\mega\hertz}]] = \dfrac{300}{\lambda[[\unit{\meter}]]} = \dfrac{300}{\qty{2,06}{\meter}} \approx \qty{145,3}{\mega\hertz}$$

Hier gibt es die Möglichkeit das Ganze nochmal auszuprobieren. An dem Regler kann man die Wellenlänge $\lambda$ einstellen. Die Frequenz wird automatisch berechnet.

Periode:

$\lambda$= 1s und $f$= 1Hz

Die gerundete Wellenlänge wird übrigens häufig verwendet, wenn man über Frequenzbereiche spricht. Man spricht dann von einem Frequenzband oder kurz Band, z. B. dem $\qty{2}{\meter}$-Band. In der Tabelle NEA-2.7.1 finden sich beispielsweise die drei Amateurfunkbänder, die von Funkamateuren aller Klassen genutzt werden dürfen.

Die beiden folgenden Fragen lassen sich leicht mit den eben vorgestellten Formeln lösen.