Frequenz in Wellenlänge umrechnen
Mit diesem Rechner können Sie die Wellenlänge λ (Lambda) aus einer gegebenen Frequenz f berechnen – und umgekehrt. Die Umrechnung basiert auf der Grundformel der Wellenlehre und gilt für elektromagnetische Wellen (Licht, Radiowellen, Mikrowellen) sowie für Schallwellen in verschiedenen Medien.
λ = Wellenlänge (m) | f = Frequenz (Hz) | c = Ausbreitungsgeschwindigkeit (m/s)
Frequenz ↔ Wellenlänge Rechner
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Physikalische Grundlagen
Die Beziehung zwischen Frequenz (f) und Wellenlänge (λ) ist eine der grundlegendsten Gleichungen der Physik. Sie gilt für alle Wellentypen – von Radiowellen bis hin zu Röntgenstrahlen.
λ = c / f
f = c / λ
Dabei ist c die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle. Für elektromagnetische Wellen im Vakuum gilt: c = 299.792.458 m/s (Lichtgeschwindigkeit). Diese Beziehung zeigt: Je höher die Frequenz, desto kürzer die Wellenlänge – und umgekehrt. Die beiden Größen sind umgekehrt proportional.
Energie und Wellenlänge (Photonen)
Bei Photonen (elektromagnetischen Quanten) gilt zusätzlich die Planck’sche Beziehung:
h = Planck’sches Wirkungsquantum = 6,626 × 10⁻³⁴ J·s
Kurze Wellenlängen (z. B. Röntgenstrahlen, UV-Licht) entsprechen hohen Frequenzen und tragen damit mehr Energie pro Photon als langwellige Strahlung (z. B. Radiowellen oder Infrarot).
Schritt-für-Schritt-Beispiele
Beispiel 1: Frequenz → Wellenlänge (UKW-Radio)
Gegeben: f = 100 MHz = 100.000.000 Hz | c = 299.792.458 m/s
Gesucht: Wellenlänge λ
Das UKW-Radiosignal bei 100 MHz hat eine Wellenlänge von ca. 3 Metern.
Beispiel 2: Wellenlänge → Frequenz (grünes Licht)
Gegeben: λ = 550 nm = 550 × 10⁻⁹ m | c = 299.792.458 m/s
Gesucht: Frequenz f
Grünes Licht bei 550 nm schwingt mit ca. 545 Terahertz.
Beispiel 3: Schallwelle in Luft (Kammerton A)
Gegeben: f = 440 Hz | cSchall = 343 m/s (Luft, 20°C)
Gesucht: Wellenlänge λ
Der Kammerton A (440 Hz) hat in Luft eine Wellenlänge von ca. 78 Zentimetern.
Das elektromagnetische Spektrum
Alle elektromagnetischen Wellen breiten sich im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit (c ≈ 3 × 10⁸ m/s) aus. Das Spektrum erstreckt sich von Radiowellen bis zu Gammastrahlen:
| Bereich | Wellenlänge (λ) | Frequenz (f) | Typische Anwendung |
|---|---|---|---|
| Längste Radiowellen (ELF) | 10.000 km – 100.000 km | 3 Hz – 30 Hz | U-Boot-Kommunikation |
| Langwelle (LW) | 1 km – 10 km | 30 kHz – 300 kHz | Rundfunk, Navigation |
| Mittelwelle (MW/AM) | 100 m – 1 km | 300 kHz – 3 MHz | AM-Rundfunk |
| Kurzwelle (KW/HF) | 10 m – 100 m | 3 MHz – 30 MHz | Kurzwellenradio, Amateurfunk |
| Ultrakurzwelle (UKW/FM) | 1 m – 10 m | 30 MHz – 300 MHz | FM-Radio, TV |
| Mikrowellen (SHF) | 1 mm – 1 m | 300 MHz – 300 GHz | WLAN, Mobilfunk, Radar, Mikrowellenherd |
| Infrarote Strahlung (IR) | 780 nm – 1 mm | 300 GHz – 385 THz | Wärmebildkamera, Fernbedienung |
| Sichtbares Licht | 380 nm – 780 nm | 385 THz – 789 THz | Menschliches Sehen, Optik |
| Ultraviolett (UV) | 10 nm – 380 nm | 789 THz – 30 PHz | Desinfektion, Sonnenschutz |
| Röntgenstrahlen | 0,01 nm – 10 nm | 30 PHz – 30 EHz | Medizin, Materialprüfung |
| Gammastrahlen | < 0,01 nm (< 10 pm) | > 30 EHz | Nuklearmedizin, Strahlentherapie |
Farben des sichtbaren Lichts
Das menschliche Auge nimmt elektromagnetische Wellen im Bereich von ca. 380 bis 780 nm wahr. Jeder Wellenlänge entspricht dabei eine charakteristische Farbe:
| Farbe | Wellenlänge (nm) | Frequenz (THz) |
|---|---|---|
| Violett | 380 – 430 nm | 700 – 789 THz |
| Blau | 430 – 480 nm | 625 – 700 THz |
| Cyan | 480 – 500 nm | 600 – 625 THz |
| Grün | 500 – 565 nm | 530 – 600 THz |
| Gelb | 565 – 590 nm | 508 – 530 THz |
| Orange | 590 – 625 nm | 480 – 508 THz |
| Rot | 625 – 780 nm | 385 – 480 THz |
Schallwellen: Frequenz und Wellenlänge in Luft (20°C)
Für Schallwellen in Luft gilt: cSchall ≈ 343 m/s (bei 20°C). Schallwellen sind mechanische Wellen und breiten sich viel langsamer aus als Licht:
| Frequenz | Wellenlänge (Luft) | Bereich |
|---|---|---|
| 20 Hz | 17,15 m | Untergrenze menschl. Hören (Bass) |
| 100 Hz | 3,43 m | Tieftonbereich |
| 440 Hz | 0,780 m | Kammerton A (Musik) |
| 1000 Hz | 0,343 m | Sprachbereich |
| 4000 Hz | 8,6 cm | Sprache, Empfindlichkeitsmaximum |
| 20.000 Hz | 1,72 cm | Obergrenze Hören (Ultraschallbereich) |
| 40.000 Hz | 8,6 mm | Ultraschall (Fledermäuse) |
Referenztabelle: Frequenz → Wellenlänge (Licht im Vakuum)
| Frequenz (f) | Wellenlänge (λ) | Bezeichnung |
|---|---|---|
| 10 Hz | 29.979.246 km | ELF (Extrem niedrig) |
| 1 kHz | 299.792 km | Niederfrequenz |
| 1 MHz | 299,79 m | Mittelwelle |
| 10 MHz | 29,98 m | Kurzwelle |
| 100 MHz | 2,998 m | UKW |
| 1 GHz | 29,98 cm | Mikrowellen / Mobilfunk |
| 2,4 GHz | 12,49 cm | WLAN 2,4 GHz |
| 5 GHz | 5,996 cm | WLAN 5 GHz |
| 60 GHz | 4,997 mm | WiGig / mmWave 5G |
| 300 GHz | 0,9993 mm | Submillimeterwellen |
| 1 THz | 299,8 µm | Terahertz-Strahlung |
| 375 THz | 799 nm | Nah-Infrarot |
| 545 THz | 550 nm | Grünes Licht |
| 750 THz | 400 nm | Violettes Licht |
| 1 PHz | 299,8 nm | UV-Strahlung |
| 30 PHz | 10 nm | Weiches Röntgen |
| 3 EHz | 0,1 nm | Hartröntgen / Gammastrahlen |
Einheiten im Überblick
| Einheit (Frequenz) | Wert in Hz | Einheit (Wellenlänge) | Wert in Meter |
|---|---|---|---|
| 1 Hz | 1 Hz | 1 km | 1.000 m |
| 1 kHz | 1.000 Hz | 1 m | 1 m |
| 1 MHz | 1.000.000 Hz | 1 cm | 0,01 m |
| 1 GHz | 10⁹ Hz | 1 mm | 0,001 m |
| 1 THz | 10¹² Hz | 1 µm | 10⁻⁶ m |
| 1 PHz | 10¹⁵ Hz | 1 nm | 10⁻⁹ m |
| 1 EHz | 10¹⁸ Hz | 1 pm | 10⁻¹² m |
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Verwandte Größen und Umrechnungen
Frequenz und Wellenlänge stehen mit zahlreichen anderen physikalischen Größen in Beziehung:
| Größe | Formelzeichen | Formel | Einheit |
|---|---|---|---|
| Frequenz | f | f = c / λ = 1 / T | Hz (1/s) |
| Wellenlänge | λ (Lambda) | λ = c / f | m, nm, µm |
| Periodendauer | T | T = 1 / f = λ / c | s (Sekunden) |
| Kreisfrequenz | ω (Omega) | ω = 2π · f | rad/s |
| Wellenzahl | k | k = 1 / λ = f / c | m⁻¹, cm⁻¹ |
| Kreiswell.zahl | k (vektoriell) | k = 2π / λ | rad/m |
| Photonenenergie | E | E = h · f = h · c / λ | J, eV |
| Ausbreitungsgesch. | c | c = λ · f | m/s |
Häufig gesuchte Umrechnungen
| Frequenz | Wellenlänge | Beschreibung |
|---|---|---|
| 50 Hz | 5.996 km | Netzfrequenz Europa |
| 87,5 MHz | 3,43 m | UKW-Untergrenze (FM-Radio) |
| 108 MHz | 2,78 m | UKW-Obergrenze (FM-Radio) |
| 433,92 MHz | 69,1 cm | ISM-Band (Fernbedienungen) |
| 900 MHz | 33,3 cm | GSM-Mobilfunk |
| 1800 MHz | 16,7 cm | LTE Band 3 |
| 2450 MHz | 12,24 cm | WLAN 2,4 GHz / Mikrowellenherd |
| 3,6 GHz | 8,33 cm | 5G Sub-6-GHz |
| 28 GHz | 1,07 cm | 5G mmWave |
| 300 THz | 1 µm | Nah-Infrarot (NIR) |
