Numero d'onda

In fisica il numero d'onda ${\bar {\nu }}$ è il numero di oscillazioni di un'onda nell'unità di lunghezza e corrisponde quindi al reciproco della lunghezza d'onda:

{\bar {\nu }}={\frac {1}{\lambda }}

La sua unità di misura nel sistema Internazionale è il metro alla meno uno, m⁻¹; viene anche spesso impiegato il suo multiplo cm⁻¹.

Per un'onda non-dispersiva il numero d'onda è proporzionale alla frequenza:

{\bar {\nu }}={\frac {f}{v}}

dove $v$ è la velocità di propagazione dell'onda. In particolare per le onde elettromagnetiche che si propagano nel vuoto, la velocità è $c$ e l'espressione diventa:

{\bar {\nu }}={\frac {f}{c}}

Il numero d'onda è anche proporzionale all'energia della radiazione (in forza di {E} = {h}{f}).

E=hc{\bar {\nu }}

In spettroscopia vibrazionale, ovvero IR e Raman, le posizioni dei segnali vengono solitamente definite in numeri d'onda [cm⁻¹].

Infatti tenendo conto dell'importante relazione della fisica: $\lambda \,\nu =c$ otteniamo che il numero d'onda è uguale a: frequenza espressa in hertz / velocità della luce $c$ .

In questo modo in spettroscopia le frequenze delle transizioni vengono espresse direttamente in numeri d'onda sull'asse delle ascisse in cm⁻¹ dividendo l'effettiva frequenza in hertz per la velocità della luce espressa in cm/s.

Per le energie per passare da E(J) al suo corrispondente numero d'onda (o energia espressa in cm⁻¹) basta semplicemente dividere per $hc$ dove $h$ è la costante di Planck.

Il numero d'onda è strettamente legato al vettore d'onda, una grandezza vettoriale che trova largo impiego in sismologia, meccanica quantistica, fisica dello stato solido e diffrazione dei raggi X. Il suo modulo viene talvolta chiamato numero d'onda angolare o costante di propagazione, ed è uguale al numero d'onda moltiplicato per $2\pi$ .