- ένα φυσικό μέγεθος, το οποίο είναι το κύριο χαρακτηριστικό των περιοδικών διεργασιών ή διεργασιών που συμβαίνουν σύμφωνα με ορισμένα πρότυπα. Εμφανίζει τον αριθμό των πλήρων ταλαντώσεων (κύκλων) ανά μονάδα χρόνου.
διακυμάνσεις- φυσικές διεργασίες που επαναλαμβάνονται ακριβώς ή περίπου σε τακτά χρονικά διαστήματα. Οι ταλαντώσεις, ανάλογα με τη φυσική φύση, είναι δύο βασικών ειδών: μηχανικές, ηλεκτρομαγνητικές. Μερικές φορές διακρίνεται και ένας μεικτός τύπος, ο οποίος είναι συνδυασμός των κύριων τύπων.
Τύποι ταλαντώσεων
Μηχανικές δονήσεις- τέτοιες κινήσεις σωμάτων στις οποίες, σε τακτά χρονικά διαστήματα, οι συντεταγμένες του κινούμενου σώματος, η ταχύτητα και η επιτάχυνσή του λαμβάνουν τις αρχικές τιμές.
ηλεκτρομαγνητικός- διασυνδεδεμένες διακυμάνσεις μαγνητικών και ηλεκτρικών πεδίων. Εμφανίζεται σε διάφορα ηλεκτρικά κυκλώματα. Εκδηλώνονται με μια περιοδική μεταβολή του χρόνου ενός από τα ηλεκτροδυναμικά μεγέθη: ηλεκτρικό φορτίο, ρεύμα, τάση, ένταση ηλεκτρικού πεδίου, επαγωγή μαγνητικό πεδίο. Περιγράφονται από τους ίδιους νόμους με τους μηχανικούς κραδασμούς. Παίρνω αυτός ο τύποςταλαντώσεις πειραματικά δυνατές χρησιμοποιώντας την απλούστερη ταλαντευτικό κύκλωμα, που περιλαμβάνει έναν επαγωγέα και έναν πυκνωτή.
Ανάλογα με τη φύση της αλληλεπίδρασης με το περιβάλλον, οι δονήσεις χωρίζονται σε
Ελεύθερος- δονήσεις που συμβαίνουν σε ένα μηχανικό σύστημα υπό την επίδραση εσωτερικών δυνάμεων του συστήματος μετά από βραχυπρόθεσμη έκθεση σε εξωτερική δύναμη. Τέτοιες ταλαντώσεις ονομάζονται απόσβεση.
Αναγκαστικά- δονήσεις που προκύπτουν υπό τη δράση εξωτερικών δυνάμεων που αλλάζουν με το χρόνο σε μέγεθος και κατεύθυνση. Τέτοιες ταλαντώσεις ονομάζονται μη απόσβεση.
Αυτοταλαντώσεις- το σύστημα έχει αρχικά ένα απόθεμα δυναμικής ενέργειας, το οποίο χρησιμοποιείται για την πραγματοποίηση ταλαντώσεων. Επιπλέον, το πλάτος (η τιμή της μέγιστης απόκλισης από το σημείο ισορροπίας) δεν εξαρτάται από αρχικές συνθήκες, αλλά καθορίζεται από τις ιδιότητες του συστήματος. Παράδειγμα: η ταλαντωτική κίνηση του εκκρεμούς του ρολογιού υπό τη δράση του βάρους ενός βάρους ή ελατηρίου, οι ταλαντώσεις των φύλλων, των κλάδων δέντρων υπό την επίδραση σταθερής ροής αέρα. Προσδιορίζονται επίσης παραμετρικές ταλαντώσεις (συμβαίνουν όταν μία από τις παραμέτρους του συστήματος αλλαγές) και τυχαίες.
Ποσότητες που χαρακτηρίζουν τις διακυμάνσεις
Η έννοια των «ταλαντώσεων» σχετίζεται στενά με τα κύματα. Αλλά με την ταλαντωτική κίνηση, σε αντίθεση με την κυματική κίνηση, δεν υπάρχει διαδικασία μεταφοράς ενέργειας από το ένα σημείο του χώρου στο άλλο.
Τα κύρια χαρακτηριστικά της ταλαντωτικής κίνησης, καθώς και της κυματικής κίνησης, είναι η περίοδος (Τ), το πλάτος (Α) και η συχνότητα ( vΩρες ωρες φά). Επιπλέον, η περίοδος και η συχνότητα είναι αμοιβαίες τιμές - όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο μικρότερη είναι η περίοδος: T=1/v. Περίοδος είναι μια χρονική περίοδος κατά την οποία λαμβάνει χώρα μια πλήρης ταλάντωση (κύκλος), μετρούμενη σε δευτερόλεπτα. Αντίστοιχα, η συχνότητα μετριέται σε ( 1 δευτερόλεπτο).
Από το 1933, η μονάδα συχνότητας στο διεθνές μετρικό σύστημα των μονάδων C είναι τα hertz. Η μονάδα μέτρησης πήρε το όνομά της από τον Γερμανό καθηγητή φυσικής Heinrich Rudolf Hertz (1858-1894), ο οποίος επιβεβαίωσε εμπειρικά την ύπαρξη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων μελετώντας την περίθλαση, τις παρεμβολές, την πόλωση και την ανάκλαση. Απέδειξε ότι το φως είναι ένα είδος ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, το οποίο τεκμηρίωσε την υπάρχουσα ηλεκτρομαγνητική θεωρία του φωτός από τον Maxwell. Ο Hertz μελέτησε επίσης τα ηλεκτρικά πεδία που προκύπτουν γύρω από κινούμενα σώματα. Με βάση τις παρατηρήσεις, δημιούργησε μια θεωρία, αλλά δεν έλαβε πειραματική επιβεβαίωση. Οι μελέτες του εξωτερικού φωτοηλεκτρικού φαινομένου, που πραγματοποιήθηκαν από τον Hertz, αποτέλεσαν τη βάση για περαιτέρω επιστημονική έρευνα. Επίσης, η κυκλική συχνότητα και φάση χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν ταλαντωτικές και κυματικές διεργασίες. Η κυκλική συχνότητα δείχνει τον αριθμό των πλήρων ταλαντώσεων ανά μονάδα χρόνου, ίσο με 2P (όπου P = 3,14), και η φάση είναι το ποσό της μετατόπισης κάθε δεδομένη στιγμή.
Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι εάν οι ταλαντώσεις μπορούν να περιγραφούν σύμφωνα με το νόμο του ημιτόνου ή του συνημιτόνου, τότε είναι αρμονικές. Αντίστοιχα, στην εξίσωση για μαθηματική περιγραφήπρέπει να υπάρχει συνάρτηση αμαρτίας ή συν.
Ορισμός
Συχνότητα- Αυτό φυσική παράμετρος, που χρησιμοποιούνται για τον χαρακτηρισμό περιοδικών διεργασιών. Η συχνότητα είναι ίση με τον αριθμό των επαναλήψεων ή των επιτευγμάτων γεγονότων ανά μονάδα χρόνου.
Τις περισσότερες φορές στη φυσική, η συχνότητα υποδηλώνεται με το γράμμα $\nu$, μερικές φορές υπάρχουν και άλλες ονομασίες συχνότητας, όπως $f$ ή $F$.
Η συχνότητα (μαζί με το χρόνο) είναι η ακριβέστερα μετρούμενη ποσότητα.
Τύπος συχνότητας ταλάντωσης
Η συχνότητα χρησιμοποιείται για τον χαρακτηρισμό των κραδασμών. Σε αυτή την περίπτωση, η συχνότητα είναι μια φυσική ποσότητα αντίστροφη προς την περίοδο ταλάντωσης $(T).$
\[\nu=\frac(1)(T)\αριστερά(1\δεξιά).\]
Συχνότητα, σε αυτήν την περίπτωση, είναι ο αριθμός των πλήρων ταλαντώσεων ($N$) που συμβαίνουν ανά μονάδα χρόνου:
\[\nu =\frac(N)(\Delta t)\αριστερά(2\δεξιά),\]
όπου $\Delta t$ είναι ο χρόνος κατά τον οποίο συμβαίνουν $N$ ταλαντώσεις.
Η μονάδα συχνότητας στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI) είναι hertz ή αμοιβαία δευτερόλεπτα:
\[\αριστερά[\nu \δεξιά]=c^(-1)=Hz.\]
Το Hertz είναι μια μονάδα μέτρησης της συχνότητας μιας περιοδικής διαδικασίας, κατά την οποία ένας κύκλος της διαδικασίας λαμβάνει χώρα σε χρόνο ίσο με ένα δευτερόλεπτο. Η μονάδα μέτρησης της συχνότητας μιας περιοδικής διαδικασίας πήρε το όνομά της προς τιμήν του Γερμανού επιστήμονα G. Hertz.
Η συχνότητα παλμού που εμφανίζεται όταν προσθέτουμε δύο ταλαντώσεις που συμβαίνουν κατά μήκος της ίδιας ευθείας με διαφορετικές, αλλά κοντινές σε μέγεθος συχνότητες ($(\nu )_1\ και\ (\nu )_2$) ισούται με:
\[(\nu =\nu )_1-\ (\nu )_2\αριστερά(3\δεξιά).\]
Μια άλλη ποσότητα που χαρακτηρίζει την ταλαντωτική διαδικασία είναι η κυκλική συχνότητα ($(\omega )_0$), που σχετίζεται με τη συχνότητα ως:
\[(\omega )_0=2\pi \nu \αριστερά(4\δεξιά).\]
Η κυκλική συχνότητα μετριέται σε ακτίνια ανά δευτερόλεπτο:
\[\αριστερά[(\omega )_0\right]=\frac(rad)(s).\]
Η συχνότητα ταλάντωσης ενός σώματος με μάζα $\ m,$ αναρτημένο σε ένα ελατήριο με συντελεστή ελαστικότητας $k$ είναι ίση με:
\[\nu =\frac(1)(2\pi \sqrt((m)/(k)))\αριστερά(5\δεξιά).\]
Ο τύπος (4) ισχύει για ελαστικούς, μικρούς κραδασμούς. Επιπλέον, η μάζα του ελατηρίου πρέπει να είναι μικρή σε σύγκριση με τη μάζα του σώματος που συνδέεται με αυτό το ελατήριο.
Για ένα μαθηματικό εκκρεμές, η συχνότητα ταλάντωσης υπολογίζεται ως: μήκος νήματος:
\[\nu =\frac(1)(2\pi \sqrt((l)/(g)))\αριστερά(6\δεξιά),\]
όπου $g$ - επιτάχυνση ελεύθερης πτώσης. $\ l$ - το μήκος του νήματος (το μήκος της ανάρτησης) του εκκρεμούς.
Ένα φυσικό εκκρεμές ταλαντώνεται με συχνότητα:
\[\nu =\frac(1)(2\pi \sqrt((J)/(mgd)))\αριστερά(7\δεξιά),\]
όπου $J$ είναι η ροπή αδράνειας του σώματος που ταλαντώνεται γύρω από τον άξονα. $d$ - απόσταση από το κέντρο μάζας του εκκρεμούς έως τον άξονα ταλάντωσης.
Οι τύποι (4) - (6) είναι κατά προσέγγιση. Όσο μικρότερο είναι το πλάτος της ταλάντωσης, τόσο πιο ακριβής είναι η τιμή της συχνότητας ταλάντωσης που υπολογίζεται με τη βοήθειά τους.
Τύποι υπολογισμού της συχνότητας διακριτών γεγονότων, ταχύτητα περιστροφής
διακριτές ταλαντώσεις ($n$) - καλούν ένα φυσικό μέγεθος ίσο με τον αριθμό των ενεργειών (γεγονότων) ανά μονάδα χρόνου. Εάν ο χρόνος που χρειάζεται ένα συμβάν συμβολίζεται ως $\tau $, τότε η συχνότητα των διακριτών γεγονότων είναι ίση με:
Η μονάδα μέτρησης για τη συχνότητα των διακριτών γεγονότων είναι το αμοιβαίο δευτερόλεπτο:
\[\left=\frac(1)(c).\]
Ένα δευτερόλεπτο στη μείον μία δύναμη είναι ίσο με τη συχνότητα των διακριτών γεγονότων εάν ένα γεγονός συμβεί σε χρόνο ίσο με ένα δευτερόλεπτο.
Συχνότητα περιστροφής ($n$) - ονομάζεται τιμή ίση με τον αριθμό των πλήρων περιστροφών που κάνει το σώμα ανά μονάδα χρόνου. Εάν $\tau $ είναι ο χρόνος που απαιτείται για μια πλήρη περιστροφή, τότε:
Παραδείγματα προβλημάτων με λύση
Παράδειγμα 1
Ασκηση.Το ταλαντωτικό σύστημα έκανε 600 ταλαντώσεις σε χρόνο ίσο με ένα λεπτό ($\Delta t=1\min$). Ποια είναι η συχνότητα αυτών των ταλαντώσεων;
Λύση.Για να λύσουμε το πρόβλημα, χρησιμοποιούμε τον ορισμό της συχνότητας ταλάντωσης: Συχνότητα, σε αυτή την περίπτωση, είναι ο αριθμός των πλήρων ταλαντώσεων που συμβαίνουν ανά μονάδα χρόνου.
\[\nu =\frac(N)(\Delta t)\αριστερά(1.1\δεξιά).\]
Πριν προχωρήσουμε στους υπολογισμούς, ας μετατρέψουμε τον χρόνο σε μονάδες SI: $\Delta t=1\ min=60\ s$. Ας υπολογίσουμε τη συχνότητα:
\[\nu =\frac(600)(60)=10\ \αριστερά(Hz\δεξιά).\]
Απάντηση.$\nu =10Hz$
Παράδειγμα 2
Ασκηση.Το σχήμα 1 δείχνει ένα γράφημα ταλαντώσεων κάποιας παραμέτρου $\xi \ (t)$ Ποιο είναι το πλάτος και η συχνότητα των ταλαντώσεων αυτής της ποσότητας;
Λύση.Το σχήμα 1 δείχνει ότι το πλάτος της τιμής $\xi \ \left(t\right)=(\xi )_(max)=5\ (m)$. Από το γράφημα παίρνουμε ότι μια πλήρης ταλάντωση συμβαίνει σε χρόνο ίσο με 2 s, επομένως, η περίοδος ταλάντωσης είναι:
Η συχνότητα είναι το αντίστροφο της περιόδου ταλάντωσης, που σημαίνει:
\[\nu =\frac(1)(T)=0,5\ \αριστερά(Hz\δεξιά).\]
Απάντηση. 1) $(\xi )_(max)=5\ (m)$. 2) $\nu =0,5$ Hz
Χαρακτηριστικό μιας περιοδικής διαδικασίας, ίσο με τον αριθμό πλήρεις κύκλουςδιεργασίες που ολοκληρώνονται ανά μονάδα χρόνου. Ο τυπικός συμβολισμός στους τύπους είναι , , ή . Η μονάδα συχνότητας στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI) είναι γενικά το hertz ( Hz, Hz). Το αντίστροφο της συχνότητας ονομάζεται περίοδος. Η συχνότητα, όπως και ο χρόνος, είναι ένα από τα φυσικά μεγέθη με τη μεγαλύτερη ακρίβεια μέτρησης: μέχρι σχετική ακρίβεια 10 −17 .
Οι περιοδικές διεργασίες είναι γνωστές στη φύση με συχνότητες που κυμαίνονται από ~10 −16 Hz (η συχνότητα περιστροφής του Ήλιου γύρω από το κέντρο του Γαλαξία) έως ~1035 Hz (η συχνότητα των ταλαντώσεων πεδίου χαρακτηριστική των πιο υψηλής ενέργειας κοσμικών ακτίνων) .
Κυκλική συχνότητα
Διακριτή συχνότητα συμβάντων
Η συχνότητα των διακριτών γεγονότων (συχνότητα παλμών) είναι μια φυσική ποσότητα ίση με τον αριθμό των διακριτών συμβάντων που συμβαίνουν ανά μονάδα χρόνου. Η μονάδα συχνότητας των διακριτών γεγονότων είναι ένα δευτερόλεπτο στη μείον την πρώτη δύναμη ( s −1, s−1), αλλά στην πράξη, το hertz χρησιμοποιείται συνήθως για να εκφράσει τη συχνότητα του παλμού.
Συχνότητα περιστροφής
Η ταχύτητα περιστροφής είναι ένα φυσικό μέγεθος ίσο με τον αριθμό των πλήρων στροφών ανά μονάδα χρόνου. Η μονάδα της ταχύτητας περιστροφής είναι ένα δευτερόλεπτο στη μείον την πρώτη ισχύ ( s −1, s−1), επανάσταση ανά δευτερόλεπτο. Οι μονάδες που χρησιμοποιούνται συχνά είναι στροφές ανά λεπτό, στροφές ανά ώρα κ.λπ.
Άλλες ποσότητες που σχετίζονται με τη συχνότητα
Μετρολογικές πτυχές
Μετρήσεις
- Οι μετρητές συχνότητας χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της συχνότητας. ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ, συμπεριλαμβανομένων: για τη μέτρηση της συχνότητας των παλμών - ηλεκτρονική μέτρηση και πυκνωτή, για τον προσδιορισμό των συχνοτήτων των φασματικών στοιχείων - συντονιστικών και ετεροδύνων συχνοτήτων, καθώς και αναλυτές φάσματος.
- Για την αναπαραγωγή της συχνότητας με δεδομένη ακρίβεια, χρησιμοποιούνται διάφορα μέτρα - πρότυπα συχνότητας (υψηλή ακρίβεια), συνθέτες συχνότητας, γεννήτριες σημάτων κ.λπ.
- Συγκρίνετε τις συχνότητες με έναν συγκριτή συχνότητας ή με έναν παλμογράφο χρησιμοποιώντας σχήματα Lissajous.
Πρότυπα
- Κρατικό πρωτεύον πρότυπο μονάδων χρόνου, συχνότητας και εθνικής κλίμακας χρόνου GET 1-98 - που βρίσκεται στο VNIIFTRI
- Δευτερεύον πρότυπο της μονάδας χρόνου και συχνότητας VET 1-10-82- βρίσκεται στο SNIIM (Νοβοσιμπίρσκ)
δείτε επίσης
Σημειώσεις
Βιβλιογραφία
- Fink L. M. Σήματα, παρεμβολές, σφάλματα ... - M .: Ραδιόφωνο και επικοινωνία, 1984
- Μονάδες φυσικών μεγεθών. Burdun G. D., Bazakutsa V. A. - Kharkiv: σχολείο Vishcha,
- Εγχειρίδιο φυσικής. Yavorsky B. M., Detlaf A. A. - M .: Nauka,
Συνδέσεις
Ίδρυμα Wikimedia. 2010 .
Συνώνυμα:- Εξουσιοδότηση
- Χημική φυσική
Δείτε τι είναι το "Frequency" σε άλλα λεξικά:
ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ- (1) ο αριθμός των επαναλήψεων ενός περιοδικού φαινομένου ανά μονάδα χρόνου. (2) Η. πλευρική συχνότητα, μεγαλύτερη ή μικρότερη φέρουσα συχνότητα της γεννήτριας υψηλής συχνότητας που εμφανίζεται όταν (βλ.); (3) Ν. περιστροφής είναι μια τιμή ίση με τον λόγο του αριθμού των περιστροφών ... ... Μεγάλη Πολυτεχνική Εγκυκλοπαίδεια
Συχνότητα- Συχνότητα πλάσματος ιόντων - η συχνότητα των ηλεκτροστατικών ταλαντώσεων που μπορούν να παρατηρηθούν στο πλάσμα, η θερμοκρασία των ηλεκτρονίων του οποίου είναι πολύ υψηλότερη από τη θερμοκρασία των ιόντων. Αυτή η συχνότητα εξαρτάται από τη συγκέντρωση, το φορτίο και τη μάζα των ιόντων του πλάσματος. Όροι πυρηνικής ενέργειας
ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ- FREQUENCY, συχνότητες, πληθ. (ειδικές) συχνότητες, συχνότητες, γυναίκες. (Βιβλίο). 1. μόνο μονάδες ΑΠΟΣΠΑΣΗ ουσιαστικό να συχνάζει. Συχνότητα περιπτώσεων. συχνότητα ρυθμού. Αυξημένος καρδιακός ρυθμός. Τρέχουσα συχνότητα. 2. Μια τιμή που εκφράζει τον ένα ή τον άλλο βαθμό κάποιου είδους συχνής κίνησης ... ΛεξικόΟ Ουσάκοφ
συχνότητα- s; συχνότητες? και. 1. έως Συχνά (1 ψηφίο). Παρακολουθήστε τη συχνότητα επανάληψης των κινήσεων. Απαραίτητες ώρες φύτευσης πατάτας. Δώστε προσοχή στον παλμό. 2. Ο αριθμός των επαναλήψεων των ίδιων κινήσεων, οι διακυμάνσεις σε αυτό που λ. μονάδα χρόνου. Η. περιστροφή τροχού. Ch... εγκυκλοπαιδικό λεξικό
ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ- (Συχνότητα) αριθμός περιόδων ανά δευτερόλεπτο. Η συχνότητα είναι το αντίστροφο της περιόδου ταλάντωσης. π.χ. εάν η συχνότητα εναλλασσόμενο ρεύμα f = 50 ταλαντώσεις ανά δευτερόλεπτο. (50 N), τότε η περίοδος T = 1/50 sec. Η συχνότητα μετριέται σε Hertz. Κατά τον χαρακτηρισμό της ακτινοβολίας ... ... Θαλάσσιο Λεξικό
συχνότητα- φυσαρμόνικα, ταλάντωση Λεξικό ρωσικών συνωνύμων. συχνότητα ουσιαστικού πυκνότητα πυκνότητα (περί βλάστησης)) Λεξικό ρωσικών συνωνύμων. Πλαίσιο 5.0 Πληροφορική. 2012... Συνώνυμο λεξικό
συχνότητα- η εμφάνιση ενός τυχαίου συμβάντος είναι ο λόγος m/n του αριθμού m των εμφανίσεων αυτού του συμβάντος σε μια δεδομένη ακολουθία δοκιμών (η εμφάνισή του) προς τον συνολικό αριθμό n δοκιμών. Ο όρος συχνότητα χρησιμοποιείται επίσης με την έννοια της εμφάνισης. Σε ένα παλιό βιβλίο... Λεξικό Κοινωνιολογικής Στατιστικής
Σκεφτείτε το ακόλουθο σχήμα:
Διαθέτει δύο ίδια εκκρεμή. Όπως φαίνεται από το σχήμα, το πρώτο εκκρεμές ταλαντώνεται με μεγαλύτερη ταλάντευση από το δεύτερο. Δηλαδή, οι ακραίες θέσεις που καταλαμβάνει το πρώτο εκκρεμές βρίσκονται σε μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ τους από αυτή του δεύτερου εκκρεμούς.
Εύρος
- Πλάτος ταλάντωσης- τη μεγαλύτερη απόκλιση του ταλαντούμενου σώματος από τη θέση ισορροπίας σε απόλυτη τιμή.
Συνήθως το γράμμα Α χρησιμοποιείται για να δηλώσει το πλάτος των κραδασμών.Οι μονάδες μέτρησης του πλάτους είναι ίδιες με τις μονάδες μήκους, δηλαδή είναι μέτρα, εκατοστά κ.λπ. Κατ' αρχήν, το πλάτος μπορεί να γραφτεί σε μονάδες μιας επίπεδης γωνίας, αφού κάθε τόξο ενός κύκλου θα αντιστοιχεί σε μια ενιαία κεντρική γωνία.
Λέγεται ότι ένα ταλαντούμενο σώμα κάνει μια πλήρη ταλάντωση όταν διανύει μια διαδρομή ίση με τέσσερα πλάτη.
Περίοδος ταλάντωσης
- Περίοδος ταλάντωσηςείναι ο χρόνος που χρειάζεται το σώμα για να κάνει μια πλήρη ταλάντωση.
Η περίοδος ταλάντωσης συμβολίζεται με το γράμμα Τ. Οι μονάδες της περιόδου ταλάντωσης Τ είναι δευτερόλεπτα.
Αν κρεμάσουμε δύο όμοιες μπάλες σε κλωστές διαφορετικού μήκους και τις φέρουμε σε ταλαντωτική κίνηση, θα παρατηρήσουμε ότι στα ίδια χρονικά διαστήματα θα κάνουν διαφορετικό αριθμό ταλαντώσεων. Μια μπάλα που κρέμεται από μια κοντή χορδή θα ταλαντώνεται περισσότερο από μια μπάλα που κρεμιέται από μια μακριά χορδή.
Συχνότητα ταλάντωσης
- Συχνότητα ταλάντωσηςονομάζεται ο αριθμός των ταλαντώσεων που έγιναν σε μια μονάδα χρόνου.
Η συχνότητα ταλάντωσης συμβολίζεται με το γράμμα ν (διαβάζεται ως "nu"). Οι μονάδες συχνότητας ταλάντωσης ονομάζονται Hertz. Ένα hertz σημαίνει μια ταλάντωση ανά δευτερόλεπτο.
Η περίοδος και η συχνότητα των ταλαντώσεων συνδέονται μεταξύ τους με την ακόλουθη σχέση:
Συχνότητα δωρεάν δονήσειςονομάζεται φυσική συχνότητα του ταλαντωτικού συστήματος. Κάθε σύστημα έχει τη δική του συχνότητα ταλάντωσης.
Φάση ταλάντωσης
Υπάρχει επίσης κάτι όπως η φάση των ταλαντώσεων. Δύο εκκρεμή μπορεί να έχουν την ίδια συχνότητα ταλάντωσης, αλλά ταυτόχρονα μπορούν να ταλαντώνονται σε διαφορετικές φάσεις, δηλαδή οι ταχύτητες τους ανά πάσα στιγμή θα κατευθύνονται σε αντίθετες κατευθύνσεις.
- Αν οι ταχύτητες των εκκρεμών σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή κατευθύνονται προς την ίδια κατεύθυνση, τότε λένε ότι τα εκκρεμή ταλαντώνονται στις ίδιες φάσεις ταλάντωσης.
Τα εκκρεμή μπορούν επίσης να ταλαντώνονται με μια ορισμένη διαφορά φάσης, οπότε σε ορισμένες χρονικές στιγμές η κατεύθυνση των ταχυτήτων τους θα συμπίπτει και σε άλλες όχι.
Η κβαντομηχανική κατάσταση έχει φυσική έννοιαενέργεια αυτής της κατάστασης, σε σχέση με την οποία το σύστημα μονάδων επιλέγεται συχνά με τέτοιο τρόπο ώστε η συχνότητα και η ενέργεια να εκφράζονται στις ίδιες μονάδες (με άλλα λόγια, ο συντελεστής μετατροπής μεταξύ συχνότητας και ενέργειας είναι η σταθερά Planck στον τύπο μι = ην - επιλέγεται ίσο με 1).
Το ανθρώπινο μάτι είναι ευαίσθητο σε ηλεκτρομαγνητικά κύματα με συχνότητες από 4⋅10 14 έως 8⋅10 14 Hz (ορατό φως). η συχνότητα ταλάντωσης καθορίζει το χρώμα του παρατηρούμενου φωτός. Ο ανθρώπινος ακουστικός αναλυτής αντιλαμβάνεται ακουστικά κύματα με συχνότητες από 20 Hz έως 20 kHz. Διαφορετικά ζώα έχουν διαφορετικό εύρος συχνοτήτων ευαισθησίας σε οπτικούς και ακουστικούς κραδασμούς.
Οι λόγοι των συχνοτήτων των ηχητικών δονήσεων εκφράζονται χρησιμοποιώντας μουσικά διαστήματα, όπως οκτάβα, πέμπτη, τρίτη κ.λπ. Ένα διάστημα μιας οκτάβας μεταξύ των συχνοτήτων των ήχων σημαίνει ότι αυτές οι συχνότητες διαφέρουν κατά 2 φορές, ένα διάστημα καθαρού πέμπτου μέσου ο λόγος των συχνοτήτων 3 ⁄ 2 . Επιπλέον, μια δεκαετία χρησιμοποιείται για την περιγραφή των διαστημάτων συχνότητας - το διάστημα μεταξύ συχνοτήτων που διαφέρουν κατά 10 φορές. Έτσι, το εύρος της ευαισθησίας του ανθρώπινου ήχου είναι 3 δεκαετίες (20 Hz - 20.000 Hz). Για να μετρήσετε τη σχέση των πολύ στενών συχνότητες ήχουΧρησιμοποιούνται μονάδες όπως το σεντ (λόγος συχνότητας 2 1/1200) και η χιλιοστοκτάβα (λόγος συχνότητας 2 1/1000).
Εγκυκλοπαιδικό YouTube
1 / 5
✪ Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ΤΑΣΗ και ΡΕΥΜΑΤΟΣ
✪ Υπόμνημα 20Hz και 20kHz. Γιατί τέτοιο εύρος;
✪ Επιδιόρθωση DNA 432 Hz, καθαρισμός τσάκρα και αύρας. ισόχρονους ρυθμούς.
✪ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΔΟΝΗΣΗΣ - ΜΙΑ ΝΕΑ ΠΑΙΔΙΚΗ ΧΑΡΑ ΓΙΑ ΤΟ ΜΥΑΛΟ.
✪ Πώς να αυξήσετε τη συχνότητα των δονήσεων του σώματός σας σε 10 λεπτά Θεραπεία με δονήσεις Θεραπεία Θήτα, μέλι
Υπότιτλοι
Στιγμιαία συχνότητα και συχνότητες φασματικών συνιστωσών
Ένα περιοδικό σήμα χαρακτηρίζεται από μια στιγμιαία συχνότητα, η οποία είναι (μέχρι έναν παράγοντα) ο ρυθμός αλλαγής φάσης, αλλά το ίδιο σήμα μπορεί να αναπαρασταθεί ως άθροισμα αρμονικών φασματικών συνιστωσών που έχουν τις δικές τους (σταθερές) συχνότητες. Οι ιδιότητες της στιγμιαίας συχνότητας και της συχνότητας της φασματικής συνιστώσας είναι διαφορετικές.
Κυκλική συχνότητα
Στην περίπτωση χρήσης μοιρών ανά δευτερόλεπτο ως μονάδα γωνιακής συχνότητας, η σχέση με τη συνήθη συχνότητα θα είναι η εξής: ω \u003d 360 ° ν.
Αριθμητικά, η κυκλική συχνότητα είναι ίση με τον αριθμό των κύκλων (ταλαντώσεις, στροφές) σε 2π δευτερόλεπτα. Η εισαγωγή μιας κυκλικής συχνότητας (στην κύρια διάστασή της - ακτίνια ανά δευτερόλεπτο) καθιστά δυνατή την απλοποίηση πολλών τύπων στη θεωρητική φυσική και ηλεκτρονική. Έτσι, η κυκλική συχνότητα συντονισμού του ταλαντωτικού κυκλώματος LC είναι ίση με ω L C = 1 / L C , (\displaystyle \omega _(LC)=1/(\sqrt (LC)),)ενώ η κανονική συχνότητα συντονισμού ν L C = 1 / (2 π L C) . (\displaystyle \nu _(LC)=1/(2\pi (\sqrt (LC))).)Ταυτόχρονα, μια σειρά από άλλες φόρμουλες γίνονται πιο περίπλοκες. Η αποφασιστική θεώρηση υπέρ της κυκλικής συχνότητας ήταν ότι οι παράγοντες 2π και 1/(2π), που εμφανίζονται σε πολλούς τύπους όταν χρησιμοποιούνται ακτίνια για τη μέτρηση γωνιών και φάσεων, εξαφανίζονται όταν εισάγεται η κυκλική συχνότητα.
Στη μηχανική, όταν εξετάζουμε την περιστροφική κίνηση, το ανάλογο της κυκλικής συχνότητας είναι η γωνιακή ταχύτητα.
Διακριτή συχνότητα συμβάντων
Η συχνότητα των διακριτών γεγονότων (συχνότητα παλμών) είναι μια φυσική ποσότητα ίση με τον αριθμό των διακριτών συμβάντων που συμβαίνουν ανά μονάδα χρόνου. Η μονάδα συχνότητας των διακριτών γεγονότων είναι ένα δευτερόλεπτο στο μείον ένα βαθμό (ρωσική ονομασία: s −1; Διεθνές: s−1). Η συχνότητα 1 s −1 είναι ίση με τη συχνότητα των διακριτών γεγονότων στα οποία συμβαίνει ένα γεγονός σε 1 s.
Συχνότητα περιστροφής
Η ταχύτητα περιστροφής είναι ένα φυσικό μέγεθος ίσο με τον αριθμό των πλήρων στροφών ανά μονάδα χρόνου. Η μονάδα της ταχύτητας περιστροφής είναι ένα δευτερόλεπτο στη μείον την πρώτη ισχύ ( s −1, s−1), επανάσταση ανά δευτερόλεπτο. Οι μονάδες που χρησιμοποιούνται συχνά είναι στροφές ανά λεπτό, στροφές ανά ώρα κ.λπ.
Άλλες ποσότητες που σχετίζονται με τη συχνότητα
Μονάδες
Στο σύστημα SI, η μονάδα μέτρησης είναι τα Hertz. Η μονάδα εισήχθη αρχικά το 1930 από τη Διεθνή Ηλεκτροτεχνική Επιτροπή και το 1960 υιοθετήθηκε για γενική χρήση από την 11η Γενική Διάσκεψη για τα Βάρη και τα Μέτρα ως μονάδα SI. Πριν από αυτό, η μονάδα συχνότητας ήταν κύκλος ανά δευτερόλεπτο(1 κύκλος ανά δευτερόλεπτο \u003d 1 Hz) και παράγωγα (χιλιοκύκλος ανά δευτερόλεπτο, μεγακύκλος ανά δευτερόλεπτο, χιλιομέγα κύκλος ανά δευτερόλεπτο, ίσο με kilohertz, megahertz και gigahertz, αντίστοιχα).
Μετρολογικές πτυχές
Για τη μέτρηση της συχνότητας, χρησιμοποιούνται διάφοροι τύποι μετρητών συχνότητας, όπως: για τη μέτρηση της συχνότητας των παλμών - ηλεκτρονική μέτρηση και πυκνωτή, για τον προσδιορισμό των συχνοτήτων των φασματικών στοιχείων - μετρητές συχνοτήτων συντονισμού και ετεροδύνης, καθώς και αναλυτές φάσματος. Για την αναπαραγωγή της συχνότητας με δεδομένη ακρίβεια, χρησιμοποιούνται διάφορα μέτρα - πρότυπα συχνότητας (υψηλής ακρίβειας), συνθεσάιζερ συχνοτήτων, γεννήτριες σημάτων κ.λπ. Οι συχνότητες συγκρίνονται με έναν συγκριτή συχνότητας ή με τη χρήση παλμογράφου χρησιμοποιώντας ψηφία Lissajous.
Πρότυπα
Τα εθνικά πρότυπα συχνότητας χρησιμοποιούνται για τη βαθμονόμηση οργάνων μέτρησης συχνότητας. Στη Ρωσία, τα εθνικά πρότυπα συχνοτήτων περιλαμβάνουν:
- Η κατάσταση πρωτεύον πρότυπο χρόνου, συχνότητας και εθνικής χρόνος GET 1-98 βρίσκεται στο VNIIFTRI.
- Δευτερεύον πρότυπο της μονάδας χρόνου και συχνότητας VET 1-10-82- βρίσκεται στο SNIIM (Νοβοσιμπίρσκ).
Χρήση υπολογιστή
Ο υπολογισμός της συχνότητας ενός επαναλαμβανόμενου συμβάντος πραγματοποιείται λαμβάνοντας υπόψη τον αριθμό των εμφανίσεων αυτού του συμβάντος κατά τη διάρκεια μιας δεδομένης χρονικής περιόδου. Το ποσό που προκύπτει διαιρείται με τη διάρκεια της αντίστοιχης χρονικής περιόδου. Για παράδειγμα, εάν 71 ομοιογενή συμβάντα συνέβησαν μέσα σε 15 δευτερόλεπτα, τότε η συχνότητα θα είναι
ν = 71 15 s ≈ 4,7 Hz (\displaystyle \nu =(\frac (71)(15\,(\mbox(s))))\περίπου 4,7\,(\mbox(Hz)))Εάν ο αριθμός των δειγμάτων που λαμβάνονται είναι μικρός, τότε μια πιο ακριβής τεχνική είναι η μέτρηση του χρονικού διαστήματος για έναν δεδομένο αριθμό περιστατικών του εν λόγω γεγονότος, αντί να βρεθεί ο αριθμός των γεγονότων μέσα σε ένα δεδομένο χρονικό διάστημα. Η χρήση της τελευταίας μεθόδου εισάγει ένα τυχαίο σφάλμα μεταξύ του μηδενός και της πρώτης μέτρησης, με μέσο όρο τη μισή μέτρηση. Αυτό μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση ενός μέσου σφάλματος στην υπολογιζόμενη συχνότητα Δν = 1/(2 Tm), ή το σχετικό σφάλμα Δ ν /ν = 1/(2v Tm ) , Οπου Tm είναι το χρονικό διάστημα και ν είναι η μετρούμενη συχνότητα. Το σφάλμα μειώνεται όσο αυξάνεται η συχνότητα, άρα αυτό το πρόβλημαείναι πιο σημαντική για τις χαμηλές συχνότητες, όπου ο αριθμός των δειγμάτωνΝ λίγοι.
Μέθοδοι μέτρησης
Στροβοσκοπική μέθοδος
Η χρήση μιας ειδικής συσκευής - στροβοσκόπιου - είναι μια από τις ιστορικά πρώιμες μεθόδους μέτρησης της ταχύτητας περιστροφής ή της δόνησης διαφόρων αντικειμένων. Η διαδικασία μέτρησης χρησιμοποιεί μια στροβοσκοπική πηγή φωτός (συνήθως μια φωτεινή λάμπα που δίνει περιοδικά σύντομες λάμψεις φωτός), η συχνότητα της οποίας ρυθμίζεται χρησιμοποιώντας μια προ-βαθμονομημένη αλυσίδα χρονισμού. Μια πηγή φωτός κατευθύνεται σε ένα περιστρεφόμενο αντικείμενο και, στη συνέχεια, ο ρυθμός φλας αλλάζει σταδιακά. Όταν η συχνότητα των αναλαμπές εξισωθεί με τη συχνότητα περιστροφής ή δόνησης του αντικειμένου, το τελευταίο έχει χρόνο να ολοκληρώσει έναν πλήρη κύκλο ταλάντωσης και να επιστρέψει στην αρχική του θέση στο διάστημα μεταξύ δύο αναλαμπών, έτσι ώστε όταν φωτίζεται από μια στροβοσκοπική λάμπα, αυτό το αντικείμενο θα φαίνεται να είναι ακίνητο. Στο αυτή τη μέθοδο, ωστόσο, υπάρχει ένα μειονέκτημα: εάν η συχνότητα περιστροφής του αντικειμένου ( Χ) δεν είναι ίση με τη συχνότητα στροβοσκοπίου ( y), αλλά ανάλογο με αυτό με ακέραιο συντελεστή (2 Χ , 3Χκ.λπ.), τότε το αντικείμενο θα εξακολουθεί να φαίνεται ακίνητο όταν φωτίζεται.
Η στροβοσκοπική μέθοδος χρησιμοποιείται επίσης για λεπτό συντονισμόσυχνότητα περιστροφής (ταλαντώσεις). Σε αυτή την περίπτωση, η συχνότητα των φλας είναι σταθερή και η συχνότητα της περιοδικής κίνησης του αντικειμένου αλλάζει μέχρι να αρχίσει να φαίνεται ακίνητο.
μέθοδος beat
Όλα αυτά τα κύματα, από τις χαμηλότερες συχνότητες ραδιοκυμάτων έως τις υψηλές συχνότητες των ακτίνων γάμμα, είναι βασικά τα ίδια και όλα ονομάζονται ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Όλοι τους διαδίδονται στο κενό με την ταχύτητα του φωτός.
Ένα άλλο χαρακτηριστικό των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι το μήκος κύματος . Το μήκος κύματος είναι αντιστρόφως ανάλογο της συχνότητας, επομένως τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα με περισσότερα υψηλή συχνότηταέχει μικρότερο μήκος κύματος και το αντίστροφο. Στο κενό, το μήκος κύματος
λ = c / ν , (\displaystyle \lambda =c/\nu ,)Οπου Μεείναι η ταχύτητα του φωτός στο κενό. Σε ένα μέσο στο οποίο η φάση-ταχύτητα διάδοσης ηλεκτρομαγνητικό κύμα ντο′ διαφέρει από την ταχύτητα του φωτός στο κενό ( ντο′ = c/n, Οπου n- δείκτης διάθλασης), η σχέση μεταξύ μήκους κύματος και συχνότητας θα είναι η εξής:
λ = c n ν . (\displaystyle \lambda =(\frac (c)(n\nu )).)Ένα άλλο συχνά χρησιμοποιούμενο χαρακτηριστικό ενός κύματος είναι ο αριθμός κύματος (χωρική συχνότητα), ίσος με τον αριθμό των κυμάτων που χωρούν ανά μονάδα μήκους: κ= 1/λ . Μερικές φορές αυτή η τιμή χρησιμοποιείται με συντελεστή 2π, κατ' αναλογία με τη συνήθη και κυκλική συχνότητα κ s = 2π/λ . Στην περίπτωση ηλεκτρομαγνητικού κύματος σε μέσο
k = 1 / λ = n ν c . (\displaystyle k=1/\lambda =(\frac (n\nu )(c)).) k s = 2 π / λ = 2 π n ν c = n ω c . (\displaystyle k_(s)=2\pi /\lambda =(\frac (2\pi n\nu )(c))=(\frac (n\omega )(c)).)Ήχος
Οι ιδιότητες του ήχου (μηχανικές ελαστικές δονήσεις του μέσου) εξαρτώνται από τη συχνότητα. Ένα άτομο μπορεί να ακούσει δονήσεις με συχνότητα Τα 20 Hz χωρούν στο εύρος των νότων 50 Hz. ΣΕ Βόρεια Αμερική(ΗΠΑ, Καναδάς, Μεξικό), Κεντρική και σε ορισμένες χώρες του βόρειου τμήματος της Νότιας Αμερικής (Βραζιλία, Βενεζουέλα, Κολομβία, Περού), καθώς και σε ορισμένες ασιατικές χώρες (στο νοτιοδυτικό τμήμα της Ιαπωνίας, στο Νότια Κορέα, Σαουδική Αραβία, Φιλιππίνες και Ταϊβάν) χρησιμοποιούν 60 Hz. Ανατρέξτε στην ενότητα Πρότυπα υποδοχές, τάσεις και καλώδια συχνότητας εντ χώρα . Σχεδόν όλες οι οικιακές ηλεκτρικές συσκευές λειτουργούν εξίσου καλά σε δίκτυα με συχνότητα 50 και 60 Hz, με την προϋπόθεση ότι η τάση του δικτύου είναι η ίδια. Στα τέλη του 19ου - το πρώτο μισό του 20ου αιώνα, πριν από την τυποποίηση, συχνότητες από 16 , αν και αυξάνει τις απώλειες κατά τη μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις - λόγω χωρητικών απωλειών, αύξηση της επαγωγικής αντίστασης της γραμμής και απώλειες σε
Φόρτωση...