SciPy - lambda2nu() 方法

SciPy 的 lambda2nu() 方法用于将波长转换为光学频率。

波长(λ) 表示波的两个波峰之间的距离，而光学频率 (ν) 则通过光波在给定时间段内振动的次数来测量。

在统计学中，我们称这些为形状（数值）参数，它们决定了两个量相对于光速的关系。

波长以米为单位测量，频率以赫兹 (Hz) 为单位测量。真空中的光速约为3 × 10⁸ m/s。要获得以下公式 -

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

语法

以下是 SciPy lambda2nu() 方法的语法 -

lambda2nu(lambda_)

参数

此方法仅接受一个参数，即 -

• lambda_ - 此参数基于整数或浮点值。

返回值

此函数返回浮点值或浮点值数组。

示例 1

以下是基本的 SciPy lambda2nu() 方法，它演示了如何将波长转换为频率。

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")

输出

执行上述代码后，我们将得到以下结果 -

Frequency: 600000000000000.0 Hz

示例 2

在这里，程序演示了如何为类构建对象，并借助 lamda2nu() 方法将不同单位的波长转换为频率。

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'))  

输出

执行上述代码后，我们将得到以下结果 -

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

示例 3

在程序下方定义了一个 array()，它与 numpy 对象关联，并接受两个参数 float_val 和 speed_of_light 来生成结果。

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

输出

上述代码产生以下结果 -

[7.88927521e+07 1.00000000e+00]