Определение частота в физике: Частота — это… Что такое Частота?

Содержание

Частота колебаний — это… Что такое Частота колебаний?



Частота колебаний
        число полных колебаний (См. Колебания)в единицу времени. Для гармонических колебаний Ч. к. f = 1/T, где Т — период колебаний. Единица Ч. к. — одно колебание в секунду, или Герц. Часто пользуются величиной ω = 2πf, которая называется циклической или круговой частотой.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
1969—1978.

  • Частота кадров
  • Частота электрического тока

Смотреть что такое «Частота колебаний» в других словарях:

  • частота колебаний — число колебаний в 1 с. Обозначается f или ν. Если Т  период колебаний, то f = 1/T; измеряется в герцах (Гц). Угловая частота колебаний ω = 2πf = 2π/T рад/с. * * * ЧАСТОТА КОЛЕБАНИЙ ЧАСТОТА КОЛЕБАНИЙ, число колебаний в 1 с. Обозначается f или n.… …   Энциклопедический словарь

  • частота колебаний — (f[v]) Величина, обратная периоду колебаний. [ГОСТ 7601 78] частота колебаний Число колебаний в единицу времени [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] частота колебаний частота Количество периодов… …   Справочник технического переводчика

  • ЧАСТОТА КОЛЕБАНИЙ — число колебаний в 1 с. Обозначается f или ?. Если T период от колебаний, то f = 1/T; измеряется в герцах (Гц). Угловая частота колебаний ??= 2?f = 2?/T рад/с …   Большой Энциклопедический словарь

  • ЧАСТОТА КОЛЕБАНИЙ — величина, обратная периоду колебаний T(f=1/Т), т. е. равная числу периодов колебаний (числу колебаний), совершаемых в единицу времени. Обычно Ч. к. измеряется в герцах: 1 Гц соответствует одному колебанию в секунду. Часто используется также… …   Физическая энциклопедия

  • Частота колебаний — 14. Частота колебаний v Средняя частота спектра лазерного излучения в пределах интервала частот линии спонтанного излучения Источник: ГОСТ 24453 80: Измерения пара …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • частота колебаний — svyravimų dažnis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. oscillation frequency vok. Schwingungsfrequenz, f rus. частота колебаний, f pranc. fréquence d oscillation, f …   Automatikos terminų žodynas

  • частота колебаний — virpesių dažnis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. oscillation frequency vok. Schwingungsfrequenz, f rus. частота колебаний, f pranc. fréquence d oscillations, f …   Automatikos terminų žodynas

  • частота колебаний — svyravimų dažnis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Svyruojamojo judesio dažnis. atitikmenys: angl. oscillation frequency vok. Schwingungsfrequenz, f rus. частота колебаний, f pranc. fréquence d’oscillations, f ryšiai:… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • частота колебаний — virpesių dažnis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Tam tikros sistemos virpėjimo dažnis. atitikmenys: angl. oscillation frequency vok. Schwingungsfrequenz, f rus. частота колебаний, f pranc. fréquence d’oscillations, f… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • частота колебаний — virpesių dažnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Virpesių skaičius per 1 sekundę. atitikmenys: angl. oscillation frequency rus. частота колебаний …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • частота колебаний — svyravimų dažnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. oscillation frequency vok. Schwingfrequenz, f; Schwingungsfrequenz, f rus. частота колебаний, f pranc. fréquence d’oscillations, f …   Fizikos terminų žodynas

Книги

  • Школа музыки. 40 уроков для юных музыкантов, певцов и композиторов, Боуэн Майриг, Боуэн Рэйчел. О книгеЗамечательное продолжение одной из наших любимых книг об искусстве `Школы искусств`. Теперь пришло время обратить внимание на музыку!Мы снова стоим на пороге невероятной школы, где вас… Подробнее  Купить за 1063 грн (только Украина)
  • Решение волновых задач сейсмостойкости методом граничных элементов, С.П. Гордеева. Программа вычисляет напряженно-деформированное состояние (НДС) сооружений неограниченной формы (плотины совместно с основанием, подземные сооружения, откосы каньонов) при волновом… Подробнее  Купить за 970 грн (только Украина)
  • Решение волновых задач сейсмостойкости методом граничных элементов, С.П. Гордеева. Программа вычисляет напряженно-деформированное состояние (НДС) сооружений неограниченной формы (плотины совместно с основанием, подземные сооружения, откосы каньонов) при волновом… Подробнее  Купить за 863 руб

Частота колебаний Википедия

Частота́ — физическая величина, характеристика периодического процесса, равна количеству повторений или возникновения событий (процессов) в единицу времени. Рассчитывается, как отношение количества повторений или возникновения событий (процессов) к промежутку времени, за которое они совершены[1]. Стандартные обозначения в формулах — буква латинского алфавита «эф» f, F или буква греческого алфавита «ню» (ν).

Единицей измерения частоты в Международной системе единиц (СИ) является герц (русское обозначение: Гц; международное: Hz), названный в честь немецкого физика Генриха Герца.

Частота обратно пропорциональна периоду колебаний: ν = 1/T.

Частота1 мГц (10−3 Гц)1 Гц (100 Гц)1 кГц (103 Гц)1 МГц (106 Гц)1 ГГц (109 Гц)1 ТГц (1012 Гц)
Период1 кс (103 с)1 с (100 с)1 мс (10−3 с)1 мкс (10−6 с)1 нс (10−9 с)1 пс (10−12 с)

Частота, как и время, является одной из наиболее точно измеряемых физических величин: до относительной точности 10−17[2].

В природе известны периодические процессы с частотами от ~10−16 Гц (частота обращения Солнца вокруг центра Галактики) до ~1035 Гц (частота колебаний поля, характерная для наиболее высокоэнергичных космических лучей).

В квантовой механике частота колебаний волновой функции квантовомеханического состояния имеет физический смысл энергии этого состояния, в связи с чем система единиц часто выбирается таким образом, что частота и энергия выражаются в одних и тех же единицах (иными словами, переводный коэффициент между частотой и энергией — постоянная Планка в формуле E = hν — выбирается равным 1).

Глаз человека чувствителен к электромагнитным волнам с частотами от 4⋅1014 до 8⋅1014 Гц (

Период и частота

Физика > Период и частота

 

Как найти период и частоту – определение и формула. Читайте, что такое угловая частота, цикл, частоты синусоидальных волн, единицы измерения, уравнения.

Период – продолжительность цикла повторяющегося события, а частота – количество циклов за временной промежуток.

Задача обучения

  • Преобразование между частотой и периодом.

Основные пункты

  • Регулярно повторяющееся движение – периодическое. Одно полное повторение – цикл.
  • Продолжительность цикла – период.
  • Частота отображает число циклов, осуществленное за определенный временной промежуток. Это обратная величина периода и определяется формулой f = 1/T.
  • Некоторые перемещения лучше всего характеризовать угловой частотой (ω). Она относится к угловому смещению за временной промежуток. Вычисляется по формуле: ω = 2πf.

Термины

  • Угловая частота – угловое смещение за временной промежуток.
  • Период – длительность одного цикла в повторяющемся событии.
  • Частота – соотношение количества раз (n) периодического явления за временную единицу (t): f = n/t.

Пример

Когда-то существовал викторианский трюк. Человеку нужно было вслушаться в звук мухи, воспроизвести музыкальную ноту на пианино и сказать, сколько раз летучая мышь ударила крыльями за секунду. Если это 200 раз в секунду, то частота движения – f = 200/1 с = 200 Гц. Период составляет 1/200-ю секунду: T = 1/f = (1/200) с = 0.005 с.

Период и частота

Эти термины используют для выражения повторного движения. Период – время, которое тратится на одно повторение. Один полноценный проход – цикл. Частота – количество циклов за конкретный временной промежуток (f).

Синусоидальные волны разных частот. Нижние обладают более высокими частотами, а горизонтальная ось отображает время.

Понятия выражаются в формуле: F = 1/T.

Допустим, частота сердца новорожденного составляет 120 раз в минуту, а период – половина секунды. Если вы отточите интуицию на ожидание сопряженности больших частот с короткими периодами (и наоборот), то избежите ошибок.

Единицы

Чаще всего частота рассчитывается в герцах (Гц). 1 Гц указывает на то, что событие происходит раз в секунду. Традиционная единица, применимая во вращающихся механических приборах, – обороты в минуту (об/мин). Единица периода – секунда.

Угловая частота

Частота периодического движения лучше всего передается через угловую частоту – ω. Она относится к угловому смещению на единицу времени или скорости перемены состояния синусоидальной формы волны. В виде формулы:

Колеса совершают вращение с частотой f циклов в секунду, что можно описать как ω радиан в секунду. Механическая связь позволяет линейным колебаниям поршней парового двигателя руководить колесами

у (t) = sin(θ(т)) = sin(ωt) = sin(2πft)

ω = 2πf

Угловая частота часто отображается в радианах на секунду.


Теория радиоволн: ликбез / Хабр

Думаю все крутили ручку радиоприемника, переключая между «УКВ», «ДВ», «СВ» и слышали шипение из динамиков.

Но кроме расшифровки сокращений, не все понимают, что скрывается за этими буквами.

Давайте ближе познакомимся с теорией радиоволн.

Радиоволна

image

Длина волны(λ) — это расстояние между соседними гребнями волны.

Амплитуда(а) — максимальное отклонения от среднего значения при колебательном движении.

Период(T) — время одного полного колебательного движения

Частота(v) — количество полных периодов в секунду

Существует формула, позволяющая определять длину волны по частоте:
image

Где: длина волны(м) равна отношению скорости света(км/ч) к частоте (кГц)

«УКВ», «ДВ», «СВ»

Сверхдлинные волны — v = 3—30 кГц (λ = 10—100 км).
Имеют свойство проникать вглубь толщи воды до 20 м и в связи с этим применяются для связи с подводными лодками, причем, лодке не обязательно всплывать на эту глубину, достаточно выкинуть радио буй до этого уровня.
Эти волны могут распространяться вплоть до огибания земли, расстояние между земной поверхностью и ионосферой, представляет для них «волновод», по которому они беспрепятственно распространяются.

Длинные волны(ДВ) v = 150—450 кГц (λ = 2000—670 м).
image

Этот тип радиоволны обладает свойством огибать препятствия, используется для связи на большие расстояния. Также обладает слабой проникающей способностью, так что если у вас нет выносной антенны, вам вряд ли удастся поймать какую-либо радиостанцию.

Средние волны (СВ) v = 500—1600 кГц (λ = 600—190 м).
image

Эти радиоволны хорошо отражаются от ионосферы, находящейся на расстоянии 100-450 км над поверхностью земли.Особенность этих волн в том, что в дневное время они поглощаются ионосферой и эффекта отражения не происходит. Этот эффект используется практически, для связи, обычно на несколько сотен километров в ночное время.

Короткие волны (КВ) v= 3—30 МГц (λ = 100—10 м).
image

Подобно средним волнам, хорошо отражаются от ионосферы, но в отличии от них, не зависимо от времени суток. Могут распространяться на большие расстояния(несколько тысяч км) за счет пере отражений от ионосферы и поверхности земли, такое распространение называют скачковым. Передатчиков большой мощности для этого не требуется.

Ультракороткие Волны(УКВ) v = 30 МГц — 300 МГц (λ = 10—1 м).
image

Эти волны могут огибать препятствия размером в несколько метров, а также имеют хорошую проникающую способность. За счет таких свойств, этот диапазон широко используется для радио трансляций. Недостатком является их сравнительно быстрое затухание при встрече с препятствиями.

Существует формула, которая позволяет рассчитать дальность связи в УКВ диапазоне:
image

Так к примеру при радиотрансляции с останкинской телебашни высотой 500 м на приемную антенну высотой 10 м, дальность связи при условии прямой видимости составит около 100 км.

Высокие частоты (ВЧ-сантиметровый диапазон) v = 300 МГц — 3 ГГц (λ = 1—0,1 м).

Не огибают препятствия и имеют хорошую проникающую способность. Используются в сетях сотовой связи и wi-fi сетях.

Еще одной интересной особенностью волн этого диапазона, является то, что молекулы воды, способны максимально поглощать их энергию и преобразовывать ее в тепловую. Этот эффект используется в микроволновых печах.

Как видите, wi-fi оборудование и микроволновые печи работают в одном диапазоне и могут воздействовать на воду, поэтому, спать в обнимку с wi-fi роутером, длительное время не стоит.

Крайне высокие частоты (КВЧ-миллиметровый диапазон) v = 3 ГГц — 30 ГГц (λ = 0,1—0,01 м).

Отражаются практически всеми препятствиями, свободно проникают через ионосферу. За счет своих свойств используются в космической связи.

AM — FM

Зачастую, приемные устройства имеют положения переключателей am-fm, что же это такое:

AM — амплитудная модуляция

image

Это изменение амплитуды несущей частоты под действием кодирующего колебания, к примеру голоса из микрофона.

АМ — первый вид модуляции придуманный человеком. Из недостатков, как и любой аналоговый вид модуляции, имеет низкую помехоустойчивость.

FM — частотная модуляция
image

Это изменение несущей частоты под воздействие кодирующего колебания.

Хотя, это тоже аналоговый вид модуляции, но он имеет более высокую помехоустойчивость чем АМ и поэтому широко применяется в звуковом сопровождении ТВ трансляций и УКВ вещании.

На самом деле у описанных видом модуляции есть подвиды, но их описание не входит в материал данной статьи.

Еще термины

Интерференция — в результате отражений волн от различных препятствий, волны складываются. В случае сложения в одинаковых фазах, амплитуда начальной волны может увеличиться, при сложении в противоположных фазах, амплитуда может уменьшиться вплоть до нуля.
Это явление более всего проявляется при приеме УКВ ЧМ и ТВ сигнала.
image
Поэтому, к примеру внутри помещения качество приема на комнатную антенну ТВ сильно «плавает».

Дифракция — явление, возникающее при встрече радиоволны с препятствиями, в результате чего, волна может менять амплитуду, фазу и направление.

Данное явление объясняет связь на КВ и СВ через ионосферу, когда волна отражается от различных неоднородностей и заряженных частиц и тем самым, меняет направление распространения.

Этим же явлением объясняется способность радиоволн распространяться без прямой видимости, огибая земную поверхность. Для этого длина волны должна быть соразмерна препятствию.

PS:

Надеюсь, информация описанная мной будет полезна и принесет некоторое понимание по данной теме.

частота — Frequency — qwe.wiki

Частота этого число вхождений повторяющегося события за единицу времени . Она также называется временной частотой , что подчеркивает контраст с пространственной частотой и угловой частотой . Период является длительность времени одного цикла в повторяющемся событии, так что период является обратной частоты. Например: если сердце новорожденного ребенка бьется с частотой 120 раз в минуту, его период, промежуток времени между ударами, составляет половину секунды (60 секунд , разделенных на 120 ударов ). Частота является важным параметром , используемым в науке и технике , чтобы определить скорость колебательных и вибрационных явления, такие как механические вибрации, звуковые сигналы ( звуковой ), радиоволны и свет .

Определения


Эти три точки мигают, или на велосипеде , периодически-с самой низкой частотой (0,5 гц) до самой высокой частоте (2,0 гц), сверху вниз. Для каждой мигающей точкой: «F» является частота в герцах (Гц) -OR числа событий в секунду (циклов в секунду) -Вот вспышек точек; в то время как «Т» в период , или время , в секундах (сек) каждый цикл, (количество секунд за один цикл). Примечание Т и F являются взаимными значениями друг к другу.


По истечению времени, здесь двигается слева направо по горизонтальной оси-пяти синусоидальных волн изменяться, или цикл, регулярно при различных скоростях . Красная волна (сверху) имеет самую низкую частоту (циклы при самой медленной скорости) в то время как фиолетовая волна (нижняя) имеет самую высокую частоту (циклы на максимальную скорости).

Для циклических процессов, таких как вращение , колебаний или волн , частота определяется как число циклов в единицу времени. В физике и инженерных дисциплин, таких как оптика , акустика , и радио , частота обычно обозначается латинской буквой F или греческой буквой или v , (ню) (смотри , например , формулой Планка ).
ν{\ Displaystyle \ Nu}

Соотношение между частотой и периодом повторяющегося события или колебания задается
T{\ Displaystyle Т}

езнак равно1T,{\ Displaystyle F = {\ гидроразрыва {1} {T}}.}

Единицы

Производные единицы СИ частоты является герц (Гц), названный в честь немецкого физика Генриха Герца . Один герц означает , что событие повторяется один раз в секунду . Если телевизор имеет частоту обновления 1 герц экран телевизора изменится (или обновить) его изображение один раз в секунду. Предыдущее название для этого блока было циклов в секунду (сП). СИ единица период является вторым.

Традиционная единица измерения используется с вращающимися механическими устройствами оборотов в минуту , сокращенные г / мин или оборотов в минуту. 60 оборотов в минуту равен одному герц.

Период в зависимости от частоты

По сути удобства, более длинные и более медленные волны, такие как поверхности океана волны , как правило, описываются периодом волны , а не частоты. Короткие и быстрые волны, как аудио и радио , как правило , описывается их частоты вместо периода. Эти обычно используемые преобразования перечислены ниже:

частота1 мГц (10 -3  Гц)1 Гц (10 0  Гц)1 кГц (10 3  Гц)1 МГц (10 6  Гц)1 ГГц (10 9  Гц)1 ТГц (10 12  Гц)
период1 кс (10 3  с)1 с (10 0  с)1 мс (10 -3  с)1 мкс (10 -6  с)1 нс (10 -9  с)1 пс (10 -12  лет)

Похожие типы частоты

е = \ гидроразрыва {1} {T}.
Схема взаимосвязи между различными типами частоты и других волновыми свойствами.

Y(T)знак равногрех⁡(θ(T))знак равногрех⁡(ωT)знак равногрех⁡(2πеT){\ Displaystyle у (т) = \ грешить \ влево (\ Theta (т) \ справа) = \ sin (\ омеги т) = \ sin (2 \ mathrm {\ р} фт)}
dθdTзнак равноωзнак равно2πе{\ Displaystyle {\ гидроразрыва {\ mathrm {d} \ тета} {\ mathrm {d} т}} = \ омега = 2 \ mathrm {\ Pi}} е
Угловая частота обычно измеряется в радианах в секунду (рад / с) , но для дискретных временных сигналов , также может быть выражена как радианы в интервал дискретизации , который является безразмерной величиной . Угловая частота (в радианах) больше , чем обычные частоты (в Гц) с коэффициентом 2л.
  • Пространственная частота аналогична временной частоте, но ось времени заменена одной или более осей пространственных смещений. Например:
Y(T)знак равногрех⁡(θ(T,Икс))знак равногрех⁡(ωT+КИкс){\ Displaystyle у (г) = \ грех \ слева (\ тета (т, х) \ справа) = \ Sin (\ Omega T + кх)}
dθdИксзнак равноК{\ Displaystyle {\ гидроразрыва {\ mathrm {d} \ тета} {\ mathrm {d} х}} = к}
Волновое число , к , является пространственной частотой аналога угловой временной частоты и измеряется в радианах на метр . В случае более чем одного пространственного измерения, волновое число является векторной величиной.

При распространении волны

Для периодических волн в средах без дисперсии (то есть, средства массовой информации , в которых скорость волны не зависит от частоты), частота имеет обратную зависимость к длине волны , λ ( лямбда ). Даже в диспергирующих средах, частота F синусоидальной волны равна фазовая скорость V от волны , деленной на длину волны Л волны:

езнак равноvλ,{\ Displaystyle F = {\ гидроразрыва {v} {\ Lambda}}.}

В частном случае электромагнитных волн , движущихся через вакуум , то V = C , где С представляет собой скорость света в вакууме, и это выражение принимает вид :

езнак равносλ,{\ Displaystyle F = {\ гидроразрыва {C} {\ Lambda}}.}

Когда волны из монохромного источника перемещения из одной среды в другую, их частота остается один и тот же-только их длина волны и скорость изменения.

измерение

Измерение частоты может сделать следующими способами,

подсчет

Расчет частоты повторяющегося события осуществляются путем подсчета количества раз происходит это событие в течение определенного периода времени, а затем деления счетчика на длину периода времени. Например, если 71 события происходят в течение 15 секунд частота:

езнак равно7115s≈4,73Гц{\ Displaystyle F = {\ гидроразрыва {71} {15 \, {\ текст {s}}}} \ около 4,73 \, {\ текст {Гц}}}

Если число отсчетов не очень велико, оно более точно измерить интервал времени , в течение заданного количества вхождений, а не количество вхождений в течение указанного времени. Последний метод вводит случайную ошибку в подсчет между нулем и единицей счетов, т средней половины счетов. Это называется ошибкой стробирования и вызывает среднюю ошибку в расчетной частоте , или дробной ошибке , где это интервал времени , и это измеренная частота. Эта ошибка уменьшается с частотой, так что , как правило , проблема в области низких частот , где число отсчетов N мала.
Δезнак равно12Tм{\ Displaystyle \ Delta F = {\ гидроразрыва {1} {2T_ {т}}}}Δеезнак равно12еTм{\ Displaystyle {\ гидроразрыва {\ Delta F} {F}} = {\ гидроразрыва {1} {2fT_ {т}}}}Tм{\ Displaystyle T_ {т}}е{\ Displaystyle е}

е
е
Резонансный-язычковый частотомер, устаревшее устройство , используемое примерно от 1900 до 1940 — х годов для измерения частоты переменного тока. Она состоит из металлической полосы с валиками закончивших длиной, вибрирующим с помощью электромагнита . Когда неизвестная частота подаются на электромагнит, тростник , который является резонансным на этой частоте будет вибрировать с большой амплитудой, видимой рядом с масштабом.

стробоскоп

Старый метод измерения частоты вращающегося или вибрирующие объекты заключается в использовании стробоскопа . Это интенсивный мигающий свет повторно ( стробоскоп ), частота которого может регулироваться с помощью калиброванной схемы синхронизации. Строба свет направлен на вращающийся объект и частота регулируется вверх и вниз. Когда частота стробирования равна частота вращающегося или вибрирующего объект, объект завершает один цикл колебаний и возвращается в исходное положение между вспышками света, так что при освещении строба объект появляется в неподвижном состоянии . Тогда частота может быть считана из калиброванного считывания на стробоскоп. Недостатком этого способа является то , что объект вращается на целое кратное частоты стробирования также появится в неподвижном состоянии .

Частотомер

е
Современный частотомер

Более высокие частоты, как правило , измеряется с помощью частотомера . Это электронный прибор , который измеряет частоту приложенного повторяющейся электронного сигнала и отображает результат в герцах на цифровом дисплее . Он использует цифровую логику для подсчета количества циклов в течение временного интервала , установленный в точности кварцевой временной базой. Циклические процессы, которые не являются электрическими в природе, такие как скорость вращения вала, механических колебаний, или звуковых волн , могут быть преобразованы в повторяющийся электронный сигнал с помощью датчиков и сигнала , приложенного к частотомеру. По состоянию 2018 года, счетчики частоты может охватывать диапазон примерно до 100 ГГц. Это представляет собой предел прямых методов подсчета; частоты выше этого должны быть измерены косвенными методами.

методы гетеродинных

Над диапазона счетчиков частот, частоты электромагнитных сигналов часто измеряется косвенно посредством гетеродинирования ( преобразование частоты ). Опорный сигнал известной частоты вблизи неизвестной частоты смешивается с неизвестной частотой в нелинейном смесительном устройстве , таком как диод . Это создает гетеродин или «бить» сигнал на разнице между двумя частотами. Если два сигнала близок друг к другу по частоте гетеродин достаточно низок , чтобы быть измерено с помощью частотомера. Этот процесс только измеряет разницу между неизвестной частотой и опорной частотой. Для того, чтобы достичь более высоких частот, могут быть использованы несколько стадий гетеродинирования. В настоящее время исследование расширяет этот метод инфракрасные и световые частоты ( оптическое обнаружение гетеродина ).

Примеры

Свет

е

Видимый свет представляет собой электромагнитную волну , состоящую из осциллирующих электрических и магнитных полей , проходящих через пространство. Частота волны определяет ее цвет: 7014400000000000000 ♠4 × 10 14  Гц красного свет, 7014800000000000000 ♠8 × 10 14  Гц являются фиолетовым светом, и между ними (в пределах 4- 7014800000000000000 ♠8 × 10 14  Гц ) все другие цвета из видимых спектр . Электромагнитная волна может иметь частоту меньше , чем 7014400000000000000 ♠4 × 10 14  Гц , но это будет невидимым для человеческого глаза; такие волны называются инфракрасной (ИК) излучение. При еще более низкой частоте, волна называется микроволновой печью , а при еще более низких частотах , это называется радиоволны . Кроме того, электромагнитная волна может иметь частоту выше , чем 7014800000000000000 ♠8 × 10 14  Гц , но это будет невидимым для человеческого глаза; такие волны называются ультрафиолетовым (УФ) излучением. Даже более высокочастотные волны называются рентгеновскими лучами , а еще выше являются гамма — лучами .

Все эти волны, от самых низких частот радиоволн до самых высоких частот гамма — лучей, принципиально одинаковы, и все они называют электромагнитное излучение . Все они проходят через вакуум в той же скорости ( скорость света ), давая им длину волны обратно пропорционально их частоты.

сзнак равноеλ{\ Displaystyle \ displaystyle с = F \ лямбда}

где с является скоростью света ( с в вакууме, или меньше , в других средствах массовой информации), F является частота и λ является длиной волны.

В диспергирующих средах , таких как стекло, скорость зависит до некоторой степени от частоты, так что длина волны не совсем обратно пропорциональна частоте.

звук

\ Displaystyle с = е \ Lambda

Звук распространяется как механические вибрации волн давления и перемещения, в воздухе или других веществ .. В общем, частотные составляющие звука определяют его «цвет», его тембр . Говоря о частоте (в единственном числе) от звука , это означает , что свойство , которое наиболее определяет высоту .

Частоты ухо может слышать ограничены определенный диапазон частот . Звуковых частот диапазона для человека , как правило , дается как между примерно 20  Гц и 20000 Гц (20 кГц), хотя верхний предел частоты , как правило , уменьшается с возрастом. Другие виды имеют различные диапазоны слуха. Например, некоторые породы собак могут воспринимать вибрации до 60000 Гц.

Во многих средах, таких , как воздух, скорость звука почти не зависит от частоты, так что длина волны звуковых волн (расстояние между повторами) приблизительно обратно пропорциональна частоте.

Линейный ток

В Европе , Африке , Австралии , Южная Южная Америка , большая часть Азии и России , частоты переменного тока в бытовых электрических розетках составляют 50 Гц (близко к тональным G), в то время как в Северной Америке и Северной Южной Америке , частота переменный ток в бытовых электрических розетках составляют 60 Гц (между тонами B ♭ и B, то есть, незначительным третьей выше европейской частотой). Частота « гудение » в аудио записи может показать , где запись была сделана, в странах с использованием европейского, или американская, частоты сетки.

Смотрите также

Примечания и ссылки

дальнейшее чтение

  • Giancoli, DC (1988). Физика для ученых и инженеров (2 — е изд.). Prentice Hall. ISBN  978-0-13-669201-0 .

внешняя ссылка

Перевод длины волны в частоту для всего диапазона электромагнитных колебаний



Онлайн калькулятор перевода длины волны в частоту для широкого диапазона частот, включая радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение,
видимый свет, ультрафи- олетовое излучение, рентгеновские и гамма лучи.



Электромагнитные колебания — это взаимосвязанные колебания электрического и магнитного полей, проявляющиеся в периодическом изменении
напряжённости (E) и индукции (B) поля в электроцепи или пространстве. Эти поля перпендикулярны друг другу в направлении движения волны
(Рис.1) и, в зависимости от частоты, представляют собой: радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое
излучение, рентгеновские либо гамма-лучи.

Длина, скорость и частота электромагнитной волны

Рис.1

Длина волны, обозначаемая буквой λ и измеряемая в метрах —
это расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками в пространстве, в которых колебания происходят в одинаковой фазе.
Другими словами, это расстояние, на котором фаза электромагнитной волны вдоль направления распространения меняется на 2π.

Время, за которое волна успевает преодолеть это расстояние (λ), т. е. интервал времени, за который периодический колебательный процесс
повторяется, называется периодом колебаний, обозначается буквой (тау) или Т и измеряется в метрах.

Частота электромагнитных колебаний связана с периодом простейшим соотношением:
f (Гц) = 1 / T (сек).

Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме (v) равна скорости
света и составляет величину:
v = С = 299792458 м/сек.

В среде эта скорость уменьшается: v = С / n, где
n > 1 — это показатель преломления среды.

Абсолютный показатель преломления любого газа (в том числе воздуха) при обычных условиях мало чем отличается от единицы, поэтому
с достаточной точностью его можно не учитывать в условиях распространения электромагнитных волн в воздушном пространстве.

Соотношение, связывающее длину волны со скоростью распространения в общем случае, выглядит следующим образом:
λ (м) = v (м/сек) *Т (сек) = v (м/сек) / f (Гц).

И окончательно для воздушной среды:

λ (м) = 299792458 *Т (сек) = 299792458 / f (Гц).

Прежде чем перейти к калькуляторам, давайте рассмотрим шкалу частот и длин волн непрерывного диапазона электромагнитных волн,
которая традиционно разбита на ряд поддиапазонов. Соседние диапазоны могут немного перекрываться.





















   Диапазон  Полоса частот  Длина волны 
 Сверхдлинные радиоволны    3…30 кГц  100000…10000 м
 Длинные радиоволны    30…300 кГц  10000…1000 м
 Средние радиоволны    300…3000 кГц  1000…100 м
 Короткие радиоволны    3…30 МГц  100…10 м
 Метровый радиодиапазон    30…300 МГц  10…1 м
 Дециметровый радиодиапазон    300…3000 МГц  1…0,1 м
 Сантиметровый СВЧ диапазон    3…30 ГГц  10…1 см
 Микроволновый СВЧ диапазон    30…300 ГГц  1…0,1 см
 Инфракрасное излучение    0,3…405 ТГц  1000…0,74 мкм
 Красный цвет    405…480 ТГц  740…625 нм
 Оранжевый цвет    480…510 ТГц  625…590 нм
 Жёлтый цвет    510…530 ТГц  590…565 нм
 Зелёный цвет    530…600 ТГц  565…500 нм
 Голубой цвет    600…620 ТГц  500…485 нм
 Синий цвет    620…680 ТГц  485…440 нм
 Фиолетовый цвет    680…790 ТГц  440…380 нм
 Ультрафиолетовое излучение    480…30000 ТГц  400…10 нм
 Рентгеновское излучение    30000…3000000 ТГц  10…0,1 нм
 Гамма излучение   3000000…30000000 ТГц    0,1…0,01 нм

А теперь можно переходить к калькуляторам.

КАЛЬКУЛЯТОР РАСЧЁТА ДЛИНЫ ВОЛНЫ ПО ЧАСТОТЕ

КАЛЬКУЛЯТОР РАСЧЁТА ЧАСТОТЫ ПО ДЛИНЕ ВОЛНЫ

В радиочастотной практике имеет распространение величина Kp, называемая коэффициентом укорочения. Однако здесь
существует некоторая путаница. Одни источники интерпретируют эту величину, как отношение длины волны в среде к длине волны в вакууме,
т. е. численно равной Kp = 1/n, где n — это, как мы помним, показатель преломления среды.
Другие, наоборот — как отношение длины волны в вакууме к длине волны в среде, т. е. Kp = n.

Поэтому надо иметь в виду — если Kp > 1, то значение показателя преломления среды, которое следует подставлять в калькулятор n = Kp, а
если Kp

 

Частота

| Определение, символы и формулы

Частота , в физике, количество волн, которые проходят фиксированную точку за единицу времени; также количество циклов или колебаний, которым подвергается тело в периодическом движении за одну единицу времени. Говорят, что тело, находящееся в периодическом движении, претерпело один цикл или одну вибрацию после прохождения серии событий или положений и возвращения в исходное состояние. См. Также угловая скорость; простые гармонические колебания.

Подробнее по этой теме

излучение: Диапазон частот

Электромагнитные волны охватывают огромный диапазон частот (количество колебаний в секунду), лишь небольшая часть из которых приходится на…

Если период или временной интервал, необходимый для завершения одного цикла или вибрации, составляет 1 / 2 секунд, частота равна 2 в секунду; если период составляет 1 / 100 часов, частота составляет 100 в час. В общем, частота является обратной величиной периода или временного интервала; то есть частота = 1 / период = 1 / (временной интервал). Частота обращения Луны вокруг Земли составляет немногим более 12 циклов в год. Частота струны ля скрипки составляет 440 колебаний или циклов в секунду.

Для обозначения частоты чаще всего используются символы f и греческие буквы ню (ν) и омега (ω). Nu чаще используется при описании электромагнитных волн, таких как свет, рентгеновские лучи и гамма-лучи. Омега обычно используется для описания угловой частоты, то есть того, насколько объект вращается или вращается в радианах в единицу времени. Обычно частота выражается в герцах, названных в честь немецкого физика XIX века Генриха Рудольфа Герца, один герц равен одному циклу в секунду, сокращенно Гц; один килогерц (кГц) равен 1000 Гц, а один мегагерц (МГц) равен 1000000 Гц.В спектроскопии иногда используется другая единица частоты — волновое число.

.

волна | Поведение, определение и типы

Волна , регулярное и организованное распространение возмущений с места на место. Наиболее известны поверхностные волны, движущиеся по воде, но звук, свет и движение субатомных частиц проявляют волнообразные свойства. В простейших волнах возмущение периодически колеблется ( см. периодическое движение) с фиксированной частотой и длиной волны. Механические волны, такие как звук, требуют среды, через которую они перемещаются, в то время как электромагнитные волны ( см. электромагнитное излучение) не требуют среды и могут распространяться в вакууме.Распространение волны в среде зависит от свойств среды. См. Также сейсмическую волну .

волна Волна в воде. © juland / Fotolia

Типы и особенности волн

Волны бывают двух видов: продольные и поперечные. Поперечные волны подобны волнам на воде, когда поверхность движется вверх и вниз, а продольные волны подобны волнам звука, состоящим из чередующихся сжатий и разрежений в среде. Верхняя точка поперечной волны называется гребнем, а нижняя точка называется впадиной.Для продольных волн сжатия и разрежения аналогичны гребням и впадинам поперечных волн. Расстояние между последовательными гребнями или впадинами называется длиной волны. Высота волны — это амплитуда. Сколько гребней или впадин проходит определенную точку за единицу времени, называется частотой. Скорость волны можно выразить как длину волны, умноженную на частоту.

Волны могут распространяться на огромные расстояния, даже если колебания в одной точке очень малы.Например, раскат грома можно услышать за километры, но несущийся звук проявляется в любой точке только в виде мельчайших сжатий и разрежений воздуха.

Волновое поведение

Волны демонстрируют несколько основных явлений. При отражении волна встречает препятствие и отражается обратно. При преломлении волна изгибается, когда входит в среду, в которой она имеет другую скорость. При дифракции волны изгибаются, когда они проходят вокруг небольших препятствий, и распространяются, когда проходят через небольшие отверстия.При интерференции, когда две волны встречаются, они могут конструктивно интерферировать, создавая волну с большей амплитудой, чем исходные волны, или деструктивно, создавая волну с меньшей (или даже нулевой) амплитудой.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего 1768 First Edition с подпиской.
Подпишитесь сегодня

Когда волны ударяются о границу и отражаются, угол падения равен углу отражения. Угол падения — это угол между направлением движения волны и линией, перпендикулярной отражающей границе.

Воспринимайте преломление как изменение скорости волны при ее прохождении между различными средами. Узнайте больше о преломлении. Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео к этой статье

Скорость волны зависит от свойств среды, через которую она распространяется. Например, звук распространяется по воде намного быстрее, чем по воздуху. Когда волна входит в среду под углом, в котором ее скорость будет меньше, волна изгибается к перпендикуляру. Когда волна входит под углом в среду, в которой ее скорость увеличивается, происходит противоположный эффект.В случае света это изменение можно выразить с помощью закона преломления Снеллиуса.

Узнайте, как происходит дифракция звука, электромагнитного излучения и мелких движущихся частиц. Объяснение дифракции. Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео по этой статье

Когда волна встречает небольшое препятствие или небольшое отверстие (то есть маленькое по сравнению с длиной волны), волна может огибать препятствие или проходить сквозь открытие, а затем разложить.Это изгибание или растяжение называется дифракцией.

Волны из двух или более центров возмущения могут усиливать друг друга в одних направлениях и подавляться в других. Это явление называется интерференцией волн. Легко понять, как это может произойти. Рассмотрим два источника, производящие волны одинаковой длины волны и синфазные; то есть в момент их возникновения гребни волн возникают одновременно. Если точка P равноудалена от обоих источников, гребни достигают точки P одновременно и усиливают друг друга.Точно так же ложбины приходят одновременно и становятся глубже. Такая же ситуация возникает, если расстояния до точки P не равны, но отличаются на одну или несколько полных длин волн. Если, однако, расстояния отличаются на половину длины волны или на нечетное число половин длины волны, то гребни одной волны будут совпадать с впадинами другой, и интенсивность результирующей волны уменьшится. Когда две такие волны имеют одинаковую интенсивность, они полностью гаснут друг друга. Промежуточные ситуации возникают в тех направлениях, в которых расстояния, пройденные двумя волнами, отличаются на какую-то другую долю длины волны, причем волны имеют тенденцию либо усиливать, либо гасить друг друга.

Примеры интерференции Когда две волны одинаковой длины находятся в фазе, они образуют новую волну с амплитудой, равной сумме их индивидуальных амплитуд (конструктивная интерференция). Когда две волны имеют полностью противоположную фазу, они либо образуют новую волну уменьшенной амплитуды (частичная деструктивная интерференция), либо гасят друг друга (полная деструктивная интерференция). При взаимодействии волн с разными длинами волн возникают гораздо более сложные конструктивные и деструктивные интерференционные картины. Encyclopdia Britannica, Inc.

Когда источник волны движется относительно наблюдателя, наблюдатель замечает изменение частоты волны. Это изменение называется эффектом Доплера в честь его первооткрывателя, австрийского физика Кристиана Доплера.

Доплеровский сдвиг Доплеровский сдвиг. Encyclopdia Britannica, Inc.

Рассмотрим источник, излучающий волну, такую ​​как свет или звук с частотой ν, удаляющийся от наблюдателя со скоростью v . Последовательные гребни световых волн будут достигать наблюдателя с более длительными интервалами, чем если бы наблюдатель находился в состоянии покоя, и расчет показывает, что наблюдатель будет принимать их с частотой ν (1- v / c ), где c — скорость волны.Наблюдателю будет казаться, что частота волны немного ниже, чем если бы источник находился в покое. Если источник приближается, частота будет выше.

В звуке этот эффект — повседневный опыт; когда по шоссе разносится звуковой сигнал, наблюдатель может заметить, что высота звука меняется. Эффект Доплера для световых волн очевиден в спектроскопии. Сдвиг к более высоким частотам называется синим смещением, а смещение к более низким частотам — красным смещением.Красный смещенный свет от других галактик свидетельствует о расширении Вселенной.

Если волна находится в замкнутом пространстве, она подвергается как отражению, так и интерференции. Например, рассмотрим трубку длиной l. Возмущение в любом месте воздуха в трубе будет отражаться от обоих концов и, как правило, производить серию волн, распространяющихся в обоих направлениях вдоль трубы. Исходя из геометрии ситуации и конечного постоянного значения акустической скорости, это должны быть периодические волны с частотами, фиксируемыми граничными условиями на конце трубы.Допустимые частоты волн в трубке удовлетворяют sin k l = 0; то есть допустимые частоты равны ν = n v /2 l , где n — любое целое число, а v — акустическая скорость в трубке. Это частоты гармонических волн, которые могут существовать в трубке и при этом удовлетворять граничным условиям на концах. Их называют характеристическими частотами или нормальными модами колебаний столба воздуха. Основная частота ( n = 1) равна ν = v /2 l .

Высокие частоты, называемые гармониками или обертонами, кратны основной частоте. Принято называть основную гармонику первой гармоникой; n = 2 дает вторую гармонику или первый обертон и так далее. Примерно тот же набор характеристических частот имеет место для цилиндрической трубы, открытой с обоих концов, хотя граничные условия разные.

В трубке есть места, в которых смещение воздуха всегда равно нулю.Этого не может быть при прогрессивной волне; таким образом, волновое возмущение, соответствующее нормальному режиму, известно как стоячая волна. Положения непрерывного нулевого смещения известны как узлы, а положения, для которых наблюдается максимальное смещение, называются пучностями. Расстояние между последовательными узлами равно половине длины волны конкретной моды.

Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​старшим редактором Эриком Грегерсеном.

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

,

Помехи | физика | Britannica

Узнайте, как интерференция влияет на волновые структуры Обзор интерференции на примере звуковых волн. Encyclopædia Britannica, Inc. Смотрите все видео для этой статьи

Помехи , в физике, чистый эффект комбинации двух или более волновых цепей, движущихся по пересекающимся или совпадающим траекториям. Эффект заключается в сложении амплитуд отдельных волн в каждой точке, на которую воздействует более одной волны.

Подробнее по этой теме

спектроскопия: интерференция

Третий класс устройств для распределения спектров известен как интерферометры. Эти инструменты разделяют свет полупрозрачными поверхностями, …

Если два компонента имеют одинаковую частоту и фазу (т. Е. Они колеблются с одинаковой скоростью и максимальны в одно и то же время), амплитуды волн усиливаются, создавая конструктивную интерференцию; но, если две волны не совпадают по фазе на период 1 / 2 ( i.е., одно минимально, когда другое максимальное), результатом является деструктивная интерференция, производящая полное аннулирование, если они имеют одинаковую амплитуду. Сплошная линия на рисунках A, B и C представляет собой результат двух волн (пунктирные линии) немного разной амплитуды, но одинаковой длины волны. Две составляющие волны синфазны на рисунке A, но не совпадают по фазе на период 1 / 4 и 1 / 2 период в B и C.

интерференция Encyclopædia Britannica, Inc.

Когда два камня падают в бассейн с водой, волны распространяются от каждого источника и возникают помехи там, где они перекрываются. Конструктивная интерференция возникает, когда гребень одного совпадает с гребнем другого. Две последовательности волн света от двойной щели создают интерференцию, эффект, который виден на экране в виде картины чередующихся темных и светлых полос, вызванных усилением и затуханием в точках, в которых волны находятся в фазе и не в фазе, соответственно.

Интерференция также возникает между двумя последовательностями волн, движущимися в одном направлении, но имеющими разные длины волн или частоты. В результате получается сложная волна. Частота пульсации, называемая биением, возникает, когда длины волн немного отличаются. На рисунках D, E и F показаны сложные волны (сплошные линии), состоящие из двух составляющих интерферирующих волн (пунктирные линии), причем соотношение их длин волн составляет 1: 2, а их амплитуд — 1: 3.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего 1768 First Edition с подпиской.Подпишитесь сегодня

Интерференция волн, распространяющихся в противоположных направлениях, порождает стоячие волны.

.

определение частоты по The Free Dictionary

Но какая конкретная частота может быть абсолютно необходимой для этой цели, по-видимому, не поддается никакому точному расчету и должна зависеть от множества обстоятельств, с которыми она может быть связана. Его поиск по различным книгам убедил его, что он обнаружил всевозможные ошибки, чаще всего повторяющиеся в комбинации, и с большой легкостью расположил их в надлежащем порядке из-за того, что он часто просматривал увлекательную книгу с алфавитными картинками.Он вынул из кармана книгу и начал энергично читать ее, судя по точности и частоте, с которой он переворачивал листья, поэтому в течение следующих двух лет его посещения города стали более частыми, а его пребывания там неуклонно увеличивались. Частота таких сообщений привела к установлению среди рабов изречения, что неподвижный язык делает умную голову. Аттерсон настолько привык к неизменному характеру этих сообщений, что понемногу терял в частоте его посещений.Бывают моменты, когда я рад быть один — горевать и роптать без того, чтобы кто-нибудь разделил мою печаль: и эти моменты начинают приходить ко мне все чаще. В своих воспоминаниях я всегда нахожу что-то необъяснимое, но в то же время очень привлекательное — настолько, что в течение нескольких часов, проведенных вместе, я остаюсь нечувствительным к своему окружению, забывая о реальности. Этот курс вскоре привел его к развилке Маленького Миссури, примерно в ста ярдах. широкая и напоминающая великую реку с одноименным названием силой своего течения, мутной водой, частым появлением зарослей и затонувших деревьев.Он был в Винчестере и в Оксфорде, и его беседы с большой частотой впечатляли этот факт. Когда он узнал подробности воспитания Филиппа, его манера поведения стала еще более покровительственной. Это происходило очень часто, потому что однажды в полном крике собаки были склонны забываться в азарте погони, в то время как Белый Клык никогда не забывал себя. действовала по политическим мотивам, а также из удовольствия от частоты ее посещений в Делафорде; ибо ее желание свести вместе Марианну и полковника Брэндона было не менее искренним, хотя и более либеральным, чем то, что выразил Джон.Один, на который, если мы можем судить по частоте его повторения, больше всего полагаются, это то, что Палата представителей недостаточно многочисленна для приема всех различных классов граждан, чтобы объединить интересы и чувства каждой части сообщества, и вызвать должное сочувствие между представительным органом и его составляющими.
,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *