Związek długości fali i obwodu Ziemi

Kluczem do zrozumienia rezonansu Schumanna jest związek między długością fali a obwodem Ziemi. Rezonans występuje wtedy, gdy długość fali „mieści się” wokół całej planety w sposób całkowity.

Długość fali obliczymy z podstawowej zależności \lambda = c / f, gdzie c \approx 3 \times 10^8 m/s to prędkość światła, a f to częstotliwość. Dla modu fundamentalnego zachodzi \lambda = 3 \times 10^8 / 7{,}83 \approx 38\,000 km. Jest to zaskakująco blisko obwodu Ziemi, który wynosi w przybliżeniu 40 000 km. Długość fali pierwszego modu jest zatem mniej więcej równa obwodowi planety — i właśnie dlatego na tej częstotliwości powstaje rezonans: fala po okrążeniu Ziemi wraca w fazie z samą sobą.

Wyższe mody odpowiadają przypadkom, gdy wokół obwodu Ziemi „mieści się” dwukrotność, trzykrotność itd. wzoru podstawowego, czemu odpowiadają wyższe częstotliwości szeregu 14,3; 20,8; 27,3; 33,8 Hz (zob. #4). Ten prosty związek geometryczny między rozmiarem planety a długością fali jest jądrem pierwotnej przepowiedni Schumanna Schumann 1952 i powszechnie podaje się go w opracowaniach przeglądowych Price 2016Sentman 1995. Rzeczywiste wartości są ponadto skorygowane stratami w jonosferze (zob. #4 i klaster C).