SciPy - lambda2nu() 方法

SciPy 的 lambda2nu() 方法用於將波長轉換為光學頻率。

波長(λ) 表示波的兩個波峰之間的距離，而光學頻率 (ν) 則透過光波在給定時間段內振動的次數來測量。

在統計學中，我們稱這些為形狀（數值）引數，它們決定了兩個量相對於光速的關係。

波長以米為單位測量，頻率以赫茲 (Hz) 為單位測量。真空中的光速約為3 × 10⁸ m/s。要獲得以下公式 -

Speed of light(c) =  wavelength(λ).frequency(ν).

語法

以下是 SciPy lambda2nu() 方法的語法 -

lambda2nu(lambda_)

引數

此方法僅接受一個引數，即 -

• lambda_ - 此引數基於整數或浮點值。

返回值

此函式返回浮點值或浮點值陣列。

示例 1

以下是基本的 SciPy lambda2nu() 方法，它演示瞭如何將波長轉換為頻率。

def lambda2nu(lambda_):
   # c is speed of light(m/s)
   c = 3e8  
   # Convert wavelength (in meters) to frequency (in Hz)
   nu = c / lambda_
   return nu

# w is wavelength(m)
w = 500e-9 
f = lambda2nu(w)
print(f"Frequency: {f} Hz")

輸出

執行上述程式碼後，我們將得到以下結果 -

Frequency: 600000000000000.0 Hz

示例 2

在這裡，程式演示瞭如何為類構建物件，並藉助 lamda2nu() 方法將不同單位的波長轉換為頻率。

from scipy.constants import c, nano, micro, milli

class WavelengthConverter:
   UNIT_DICT = {'m': 1, 'nm': nano, 'um': micro, 'mm': milli}
    
   @staticmethod
   def lambda2nu(lambda_, unit='m'):
       if unit not in WavelengthConverter.UNIT_DICT:
           raise ValueError("Unsupported unit")
        
       lambda_in_meters = lambda_ * WavelengthConverter.UNIT_DICT[unit]
        
       if lambda_in_meters <= 0:
           raise ValueError("Wavelength must be positive.")
        
       return c / lambda_in_meters

# show the result
converter = WavelengthConverter()
print("Frequency in Hz for 500 nm wavelength", converter.lambda2nu(500, 'nm'))  
print("Frequency in Hz for 0.5 µm wavelength", converter.lambda2nu(0.5, 'um'))  

輸出

執行上述程式碼後，我們將得到以下結果 -

Frequency in Hz for 500 nm wavelength 599584915999999.9
Frequency in Hz for 0.5 µm wavelength 599584916000000.0

示例 3

在程式下方定義了一個 array()，它與 numpy 物件關聯，並接受兩個引數 float_val 和 speed_of_light 來生成結果。

from scipy.constants import lambda2nu, speed_of_light
import numpy as np
result = lambda2nu(np.array((3.8, speed_of_light)))
print(result)

輸出

上述程式碼產生以下結果 -

[7.88927521e+07 1.00000000e+00]