Частота

Частота - это частота, с которой событие повторяется в течение заданного промежутка времени.

В физике частота волны - это количество гребней волн, которые проходят точку в одну секунду (гребень волны - это пик волны).

Герц (символ Гц) - единица частоты.

Зависимость между частотой и длиной волны выражается формулой:

f = v / λ {\displaystyle f=v/\lambda } {\displaystyle f=v/\lambda }

где v - скорость и λ {\displaystyle \lambda } {\displaystyle \lambda }это длина волны. Формула для частоты световых волн f = c / λ {\displaystyle f=c/\lambda }{\displaystyle f=c/\lambda }, где c - скорость света.

Все электромагнитные волны движутся со скоростью света в вакууме, но при движении через среду, которая не является вакуумом, они движутся с меньшей скоростью. Другие волны, такие как звуковые волны, движутся со значительно меньшей скоростью и не могут проходить через вакуум.

Примерами электромагнитных волн являются: световые волны, радиоволны, инфракрасное излучение, микроволны и гамма-волны.

По прошествии времени - при движении слева направо по горизонтальной оси - пять синусоидальных волн изменяются, или циклически, регулярно с разной скоростью (или соотношениями). Красная волна (вверху) имеет самую низкую частоту (т.е. циклы с самой низкой скоростью), в то время как фиолетовая волна (внизу) имеет самую высокую частоту (циклы с самой высокой скоростью).
По прошествии времени - при движении слева направо по горизонтальной оси - пять синусоидальных волн изменяются, или циклически, регулярно с разной скоростью (или соотношениями). Красная волна (вверху) имеет самую низкую частоту (т.е. циклы с самой низкой скоростью), в то время как фиолетовая волна (внизу) имеет самую высокую частоту (циклы с самой высокой скоростью).

Синусоиды с тремя разными частотами f.
Синусоиды с тремя разными частотами f.

Визуализация электромагнитных волн

Различные типы электромагнитных волн имеют разную частоту.

Пример

Один из способов визуализации - если на одном поезде было два поезда, едущих с одинаковой скоростью, но размер вагонов был меньше, чем на другом. Если бы кто-то выбрал что-то, что не движется, например, указательный столб, а затем посчитал, сколько вагонов поезда прошли указательный столб в одну секунду для каждого поезда, то он бы знал частоту проезда вагонов в каждом поезде. Количество и частота движения вагонов, проезжающих знак поста, были бы другими, потому что в поезде с меньшим количеством вагонов было бы больше вагонов, проезжающих знак поста в секунду, чем в поезде с большим количеством вагонов. Зная, сколько автомобилей проехало знак поста в одну секунду, и зная скорость поезда, можно было бы вычислить математически размер каждого вагона для каждого поезда.

Например, если бы поезд двигался со скоростью 10 миль в секунду, а 10 вагонов поезда проходили за одну секунду, то каждый вагон поезда был бы 1 миля в длину. Если другой поезд также двигался со скоростью 10 миль в секунду и 20 вагонов проехали за одну секунду, то можно было бы знать, что каждый вагон поезда длиной 1/2 мили для этого поезда. Этот пример показывает, что знание частоты электромагнитной волны дает вам длину волны, так как все электромагнитные волны движутся со скоростью света так, что c = v (лямбда), где v - частота и лямбда - длина волны, а c - скорость света. Следовательно, еще один способ выражения частоты - это сказать, что лямбда - это длина волны, а лямбда - это скорость света.

Два разных поезда едут с одинаковой скоростью.
Два разных поезда едут с одинаковой скоростью.

AlegsaOnline.com - 2020 - License CC3