Frekvencia

A frekvenciával az ismétlődő azaz periodikus folyamatokat lehet jellemezni. Leggyakrabban a mechanikai hullámok, elektromágneses sugárzások és az akusztikus rezgések leírásában fordul elő. Tágabb értelemben viszont bármilyen ismétlődő folyamatnak lehet frekvenciája. Ebben az esszében megvizsgálom a mennyiség alkalmazásait és mérését, valamint bemutatok néhány illusztrációt, amely segít megérteni a fogalom lényegét.

A frekvencia meghatározása (definíciója)

A T periódusidő segítségével ki lehet számolni egy jelenség vagy folyamat gyakoriságát. A T periódusidő egy ismétlődő jelenség időbeli jellemzésére szolgál. Azt az időt adja meg, amely után a vizsgált jelenség visszatér a kezdőállapotba.

Osztás alapján megvizsgáljuk, hogy az egységbe hányszor fér bele a T periódusidő. Ha sokszor, akkor a jelenség „szapora”, ellenkező esetben pedig „lomha”.

Az f frekvencia az események ismétlődésének száma lesz miközben egységnyi idő telik el. Általában hertz (Hz) egységben mérjük, amely az egy másodperc alatt bekövetkező események számát jelenti. Például egy 50 Hz frekvenciájú elektromos váltó áram 50 -szer vált irányt másodpercenként.

Alkalmazások

1.Elektromágneses hullámok

Az elektromágneses spektrum különböző frekvenciájú hullámokat tartalmaz, melyek erősen eltérő tulajdonságokkal bírnak. Az alacsony frekvenciájú rádióhullámoktól kezdve a magas frekvenciájú gamma-sugárzásig, mindegyik a frekvencia alapján osztályozható. Például az alacsony frekvenciájú rádióhullámokkal működtetjük kommunikációt, míg a magasakkal a látható fény színei érhető meg.

2.Akusztikus rezgések

A hang és a zene világában a frekvencia határozza meg a hang magasságát. A különböző hangszerek eltérő f -jú hangokat bocsátanak ki, amelyeket az emberi fül képes érzékelni.

3.Elektronikai alkalmazások

Az elektronikai eszközök, mint például a számítógépek és mobiltelefonok működése szorosan összefügg ezzel a mennyiséggel. A készülékben található processzor frekvenciája határozza a sebességet és a teljesítményt. Egy mai modern számítógép f = 5 GHz  tud működni, azaz 5 milliárdszor képes változtatni az állapotán másodpercenként.

Az f mérése

Az f mérésére számos módszer létezik, attól függően, hogy milyen típusú jelenséget vizsgálunk. Az oszcilloszkópok például vizuálisan jelenítik meg a nagyon gyors folyamatokhoz tartozó hullámformákat, és lehetővé teszik a frekvencia pontos meghatározását. Gyakori megoldás, hogy a T periódus idő pontos mérése alapján számoljuk ki a frekvenciát.

Az f mennyiséggel a Körmozgás és Rezgőmozgás tananyagokban foglalkozok részletesen.

12. Körmozgás

15. Rezgőmozgás