Frekvenco

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Pendolo farante 25 kompletajn oscilaĵojn en 60 s, frekvenco de 0.416 Hercoj.
sinusaj ondoj de diversaj frekvencoj; la pli subaj ondoj havas pli grandajn frekvencojn. Ju pli proksima estas la distanco inter du pintoj, aŭ je la sama konsidero pri malpintoj, des pli rapida estas la frekvenco.

Frekvenco estas la mezuro de la nombro da fojoj ke ripetata evento okazas en tempa unuo.[1] Por kalkuli la frekvencon oni fiksas tempan intervalon, nombras la nombron de okazoj de la evento ene de tiu intervalo, kaj tiam oni dividas tiun nombron per la longo de la tempa intervalo. Ĝi estas ankaŭ foje referencata kiel tempa frekvenco por emfazi la kontraston al spaca frekvenco, kaj ordinara frekvenco por emfazi la kontraston al angula frekvenco. Frekvenco estas esprimita en unuoj de la Sistemo Internacia (SI) de hercoj (Hz) laŭ germana fizikisto Heinrich Rudolf Hertz, kiuj signifas, ke evento ripetiĝas unu fojon en ĉiu sekundo. La koresponda periodo estas la tempodaŭro de unu ciklo en ripetata evento, kaj tial la periodo estas la reciprokaĵo de la frekvenco.[2]

Aliaj unuoj uzataj por mezuri frekvencon estas cikloj en (ĉiu) sekundo (= Hz), RPM (angle "revolutions per minute", t. e. rotacioj en ĉiu minuto). Kora pulso estas mezurata en pulseroj en minuto. Por ekzemplo, se koro frapas je frekvenco de 120 fojojn por minuto (2 hercojn), ties periodo, T — la tempa intervalo inter frapoj — estas duono de sekundo (60 sekundoj dividitaj per 120 korsonoj). Frekvenco estas grava parametro uzata en scienco kaj inĝenierado por specifigi la tempan indicon de ŝanĝo observitan en oscilaj kaj periodaj fenomenoj, kiel ĉe mekanikaj vibradoj, aŭdisignaloj (sono), radioondoj, kaj lumo.

Difinoj kaj unuoj[redakti | redakti fonton]

Pendolo kun periodo de 2.8 s kaj frekvenco de 0.36 Hz.

Por ciklaj fenomenoj kiaj oscilado, ondoj, aŭ por ekzemploj de harmonia simpla movado, la termino frekcenco estis difinita kiel la nombro de cikloj aŭ vibraĵoj por tempa mezurunuo. La konvencia simbolo por frekvenco estas f; ankaŭ la greklingva litero (nu) estas uzata.[3] La periodo estas la tempo necesa por finkompletigi unu ciklon de oscilado. La termino spaca periodo, foje uzata anstataŭ ondolongo, estas diferenca kvanto.[4] La rilato inter la frekvenco kaj la periodo estas akirita per la ekvacio:[5]

La termino tempa frekvenco estas uzata por emfazi, ke la frekvenco estas karakterizata per la la nombro de fojoj de evento ripetita por tempa mezurunuo, kaj ne por distanca mezurunuo.

La mezurunuo por frekvenco derivita de la Internacia sistemo de unuoj estas la herco (Hz),[5] nomita laŭ la germana fizikisto Heinrich Hertz fare de la Internacia Elektroteknika Komisiono en 1930. Ĝi estis adoptita de la CGPM (Conférence générale des poids et mesures) en 1960, oficiale anstataŭante la ĝistiaman nomon, "cycles per second" (cikloj por sekundoj, cps). La mezurunuo de SI por la periodo, kiel por ĉiuj mezuroj de tempo, estas la sekundo.[6] Tradicia mezurunuo uzata ĉe rotaciaj mekanikaj aparatoj estas rivoluoj por minuto, mallongigita kiel r/min aŭ rpm. 60 rpm estas ekvivalenta al unu herco.[7]

Ventogeneritaj ondoj estas priskribitaj per sia periodo pli ol per sia frekvenco.[8]

Periodoj kaj frekvencoj[redakti | redakti fonton]

Kiel afero de konvena taŭgeco, pli longaj kaj pli malrapidaj ondoj, kiel oceansurfacaj ondoj, tendencas esti priskribitaj laŭ ondoperiodo anstataŭ laŭ frekvenco. Pli mallongaj kaj pli rapidaj ondoj, kiel aŭdio kaj radio, estas kutime priskribitaj laŭ frekvenco anstataŭ laŭ periodo. Kelkaj ofte uzataj konvertoj estas listigitaj sube:

Frekvenco 1 mHz (10−3 Hz) 1 Hz (100 Hz) 1 kHz (103 Hz) 1 MHz (106 Hz) 1 GHz (109 Hz) 1 THz (1012 Hz)
Periodo 1 ks (103 s) 1 s (100 s) 1 ms (10−3 s) 1 μs (10−6 s) 1 ns (10−9 s) 1 ps (10−12 s)

Ekzemploj[redakti | redakti fonton]

Lumo[redakti | redakti fonton]

Kompleta spektro de elektromagneta radiado kun la videbla parto akcentita.
Loupe.svg Pli detalaj informoj troveblas en artikoloj Lumo kaj Elektromagneta radiado.

Videbla lumo estas elektromagneta ondo, kiu konsistas el oscilantaj elektraj kaj magneta kampoj moviĝantaj tra spaco. La frekvenco de la ondo determinas ĝian koloron: 4×1014 Ŝablono:Val/unitswithlink estas ruĝa lumo, 8×1014 Ŝablono:Val/units estas violkolora lumo, kaj inter ili (en la areo de 4-8×1014 Ŝablono:Val/units) estas ĉiuj aliaj koloroj de la ĉielarko.

Elektromagneta ondo povas havi frekvencon de malpli ol 4×1014 Ŝablono:Val/units, sed ĝi estas nevidebla por la homa okulo; tiuj ondoj estas nomitaj infraruĝaj (IR) radiado. Je eĉ malpli alta frekvenco la ondo estas nomita mikroondo, kaj je pli malaltaj frekvencioj ĝi estas nomita radio-ondo. Ankaŭ elektromagneta ondo povas havi frekvencon pli altan ol 8×1014 Ŝablono:Val/units, sed ĝi estas same nevidebla por la homa okulo; tiuj ondoj estas nomitaj ultraviola(UV) radiado. Ondoj de pli altaj frekvencoj estas nomitaj rentgen-radioj kaj pli altaj estas gama-radioj.

Ĉiuj de tiuj ondoj, de la plej malaltaj radio-ondoj ĝis la plej altaj gama-radioj, estas fundamente la sama kaj ĉiuj estas nomitaj elektromagneta radiado. Ili ĉiuj iras tra vakuo kun la rapideco de lumo.

Alia kvalito de elektromagneta ondo estas ĝia ondolongo. La ondolongo estas inverse proporcia al la frekvenco. Do elektromagneta ondo kun pli alta frekvenco havas pli mallongan ondolongon kaj inverse.

Sono[redakti | redakti fonton]

La sononda spektro, kun malglata gvidilo de kelkaj aplikoj

Sono propagiĝas kiel mekanika vibrondoj de premo kaj translokigo, ĉu en aero ĉu en aliaj substancoj.[9] Ĝenerale, frekvencaj komponantoj de sono determinas ties "koloron", nome ties tonalton. Se paroli pri la frekvenco (singulare) de sono, tio celas la proprecon kiu plej determinas sian tonalton.[10]

La frekvencoj kiujn orelo povas aŭdi estas limigitaj al specifa gamo de frekvencoj. La aŭdebla frekvencgamo ĉe homoj estas tipe difinita kiel inter ĉirkaŭ 20 Hz kaj 20,000 Hz (20 kHz), kvankam la altfrekvenca limo kutime malpliiĝas laŭ la aĝo. Aliaj specioj havas diferencajn aŭdogamojn. Por ekzemplo, kelkaj rasoj de hundoj povas percepti vibradon de ĝis 60 000 Hz.[11]

En multaj medioj, kiel ĉe aero, la sonrapideco estas proksimume sendependa de frekvenco, kaj tial la ondolongo de sonondoj (distanco inter eventoripetoj) estas proksimume inverse proporcia al la frekvenco.

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]

Spectrum.png

Notoj[redakti | redakti fonton]

  1. [www.merriam-webster.com/dictionary/frequency "Definition of FREQUENCY".] en webster dictionary. Alirita la 3an de Oktobro 2016.
  2. "Definition of PERIOD". en webster dictionary. Alirita la 3an de Oktobro 2016.
  3. Serway & Faughn 1989, p. 346.
  4. Spatial Frequency. SPIE. Alirita 22a de Januaro 2021.
  5. 5,0 5,1 Serway & Faughn 1989, p. 354.
  6. Resolution 12 of the 11th CGPM (1960). BIPM (International Bureau of Weights and Measures). Arkivita el la originalo je 8a de Aprilo 2020. Alirita 21a de Januaro 2021. Arkivigite je 2020-04-08 per la retarkivo Wayback Machine
  7. Davies 1997, p. 275.
  8. Young 1999, p. 7.
  9. "Definition of SOUND". en merriam-webster dictionary. Alirita la 3an de Oktobro 2016.
  10. Pilhofer, Michael (2007). Music Theory for Dummies. For Dummies. p. 97. ISBN 978-0-470-16794-6.
  11. Condon, Tim (2003). Elert, Glenn (eld.). "Frequency range of dog hearing". The Physics Factbook. Alirita en 2008-10-22.

Bibliografio[redakti | redakti fonton]

Eksteraj ligiloj[redakti | redakti fonton]

  • En tiu ĉi artikolo estas uzita traduko de teksto el la artikolo Frequency en la angla Vikipedio.