Különböző frekvenciájú szinuszhullámok; a lentebbiek magasabb frekvenciájúak

A frekvencia egy periodikus jelenség (rezgés) „ismétlődés gyakoriságát” jelenti, azaz hogy egy esemény hányszor ismétlődik meg egységnyi idő alatt (idő alatti periódussűrűség).

Jele: f

SI mértékegysége: Hz (hertz, Heinrich Rudolf Hertz német fizikus neve után), ami ugyanazt jelenti, mint az s−1 (egy teljes periódus másodpercenként).

Rezgés frekvenciájaSzerkesztés

Harmonikus rezgés során egy periódus megtételéhez szükséges idő a (T) periódusidő.

A frekvencia (f) azt adja meg, hány periódusa megy végbe a rezgésnek adott idő alatt:  .

KörfrekvenciaSzerkesztés

Egy rezgés vagy hullám   körfrekvenciáján a frekvencia  -szeresét értjük:

 .

Ez azt adja meg, hogy a leíráshoz használt szögváltozó (fázisa) mennyit változik egységnyi idő alatt (azaz a szögsebességet). Mértékegysége radián per másodperc (rad/s).


Ilyen módon egy harmonikus rezgés a következő alakok bármelyikével egyaránt jellemezhető:[1]

 

Haladó hullám frekvenciájaSzerkesztés

Hang, elektromágneses hullám (mint a rádióhullám vagy a fény), elektromos jelek vagy más hullámok frekvenciáját mérve, a hertzben kapott frekvencia a másodpercenkénti periódusok száma. A görbe torzulása esetén mindig az alapgörbe frekvenciája értendő.

Az f frekvencia a hullám v sebességének és λ hullámhosszának a hányadosa:

 

tehát a frekvencia a hullámhosszal fordítottan arányos.

A vákuumon keresztül haladó elektromágneses hullámok ennek a speciális esete (v = c), ahol c a fénysebesség:

 

Amikor a hullám egyik közegből átlép egy másikba (pl. fénytörés), a frekvenciája ugyanaz marad, csak a sebessége és - ennek következtében - a hullámhossza változik meg.

MéréseSzerkesztés

A frekvencia mérésekor megszámoljuk, hogy egy adott időtartam alatt hányszor ismétlődik meg az esemény, majd elosztjuk az illető időtartam hosszával.

1 Hz azt jelenti, másodpercenként egyszer következik be az esemény, 2 Hz azt, hogy kétszer stb. Az egység eredeti neve ciklus per másodperc (cps) volt, amit néha még ma is használnak. Más, a frekvenciát mérő egységek például a fordulat per perc (rpm) vagy a radián per másodperc (rad/s). A szívritmust és a zenei ritmust ütés per percben (bpm, beats per minute) mérik.

Referencia-frekvenciákSzerkesztés

Vannak általánosan elfogadott referencia-frekvenciák az idő mérése céljából. Az egyik ilyen az atomórák által használt frekvencia, a céziumatom egyik átmenetének frekvenciája.

PéldákSzerkesztés

  • A normál zenei A hang frekvenciája 1982 óta 440 Hz („concert pitch"); a zenekarok erre hangolnak. Érdekesség, hogy 1895-ig ez 415 Hz (historikus A), 1938-ig 435 Hz (bécsi A).
  • A csecsemő kb. 20 kHz-ig képes hallani a hangokat, de a korral ez a felső határ csökken, akár 6–8 kHz-ig vagy az alá is
  • Európában a váltakozó áram frekvenciája 50 Hz (a zenei G hanghoz közeli frekvencia), Amerikában és Japánban 60 Hz

ForrásokSzerkesztés

  1. Budó Ágoston: Kísétleti fizika I., Nemzeti Tankönyvkiadó Rt., 1997, ISBN 963 19 5313 0 

Kapcsolódó szócikkekSzerkesztés

Külső hivatkozásokSzerkesztés