Частота коливань
Частота коливань – це з параметрів, описують коливальні процеси у природі. Багато явищ залежать від частоти і відбуваються по-різному при її зміні. Розглянемо це поняття докладніше.
Коливання у природі
Коливання різних величин дуже поширені у природі. Явище коливань у тому, що вимірюваний параметр змінює своє значення навколо деякого середнього.
Мал. 1. Коливання у природі.
Коливання можуть бути періодичними (маятник), а можуть бути неперіодичними (прапор на вітрі). Оскільки будь-яке неперіодичне коливання може бути представлене у вигляді нескінченної суми періодичних, то в першу чергу вивчаються періодичні коливання. Графік таких коливань є синусоїдою, яка добре вивчена в математиці.
Маятник
Для розгляду базових понять коливальних процесів як приклад зручно взяти маятник – підвішену на тонкій легкій нитці невелику масу. Якщо її хитнути, вона почне робити рівномірні рухи.
Мал. 2. Коливання маятника.
Кожен рух маятника, що починається від крайньої точки, і закінчується в ній, називається коливанням.
Частота коливань
Якщо взяти кілька маятників різної довжини, можна переконатися, що вони будуть коливати "з різною швидкістю" (хоча лінійна швидкість вантажу при цьому може бути однаковою). Тобто "швидкість коливань" і швидкість руху вантажу маятника - це не одне й те саме.
Для характеристики "швидкості коливань" використовують спеціальне поняття - частоту коливань.
Число коливань, яке відбувається за одиницю часу, називається частотою коливань. Для позначення використовується грецька буква $\nu$ («ню»).
Одиниця частоти коливань у системі СІ – Герц (Гц). Один Герц – це кількість коливань, які у одну секунду.
Для вимірювання частоти коливань підраховують кількість коливань за деякий відрізок часу і ділять його на тривалість відрізка:
- N - Число коливань;
- t – час, протягом якого ці коливання було скоєно (сек).
У цій формулі величина коливань немає значення, важливо лише кількість цих коливань.
Величини частот коливань, що безпосередньо сприймаються людиною, лежать у межах від значень порядку $10^$ Гц (частота обігу планет навколо Сонця) до 20 кГц (найвищий звук). У господарстві та техніці зустрічаються частоти до $10^$ Гц (жорстке гамма-випромінювання).
Що ми дізналися?
Коливання – це зміна вимірюваної величини від початкової точки до точки максимального відхилення та подальше повернення вихідну точку. Число коливань, що відбуваються в одиницю часу, називається частотою коливань.
Як визначити частоту
Співавтором цієї статті є Kevin Wang, наш постійний співавтор. Постійні співавтори wikiHow працюють у тісній співпраці з нашими редакторами, щоб забезпечити максимальну точність та повноту статей.
Кількість переглядів цієї статті: 132 999.
Частота (або частота хвилі) – це число повних коливань чи циклів хвилі, скоєних за одиницю часу. Є кілька різних способів обчислити частоту залежно від цієї інформації.
Обчислення частоти по довжині та швидкості хвилі
- де f – частота, V – швидкість хвилі, λ – довжина хвилі.
- Приклад: обчисліть частоту звукової хвилі, якщо довжина хвилі дорівнює 322 нм, а швидкість звуку дорівнює 320 м/сек.
- Зверніть увагу, що під час роботи з дуже малими чи дуже великими числами краще записувати їх у експоненційному форматі. У цій статті цифри будуть дані як у звичайному, так і в експоненційному форматі.
- Приклад: λ = 322 нм
- 322 нм x (1 м/10^9 нм) = 3,22 x 10^-7 м = 0,000000322 м
Частота електромагнітних хвиль у вакуумі
- У формулі f – частота, С – швидкість світла, λ – довжина хвилі.
- Приклад: обчисліть частоту електромагнітної хвилі, якщо її довжина дорівнює 573 нм.
- Зверніть увагу, що під час роботи з дуже малими чи дуже великими числами краще записувати їх у експоненційному форматі. У цій статті цифри будуть дані як у звичайному, так і в експоненційному форматі.
- Приклад: λ = 573 нм
- 573 нм х (1 м/10^9 нм) = 5,73 х 10^-7 м = 0,000000573
Обчислення частоти за часом
- У формулі f — частота, Т — час, необхідний скоєння одного коливання хвилі.
- Приклад А: обчисліть частоту хвилі, якщо їй необхідно 0,32 з скоєння одного коливання.
- Приклад B: за 0,57 секунди хвиля здійснює 15 коливань. Обчисліть частоту хвилі.
- Приклад А: f = 1/T = 1/0,32 = 3,125
- Приклад B: f = n/T = 15/0,57 = 26,316
- Приклад А: частота хвилі дорівнює 3125 Гц.
- Приклад B: частота хвилі дорівнює 26316 Гц.
Обчислення частоти за кутовою частотою
- де f – частота, ω – кутова частота, π – число Пі (математична константа).
- Приклад: хвиля обертається з кутовою частотою 7,17 радіанів на секунду. Обчисліть частоту хвилі.
Додаткові статті
- ↑https://www.youtube.com/watch?v=DOKPH5yLl_0
- ↑https://www.youtube.com/watch?v=DOKPH5yLl_0
- ↑https://www.youtube.com/watch?v=DOKPH5yLl_0
- ↑http://hubblesite.org/reference_desk/faq/answer.php.id=72&cat=light
- ↑http://hubblesite.org/reference_desk/faq/answer.php.id=72&cat=light
- ↑http://physics.tutorvista.com/waves/wave-frequency.html
- ↑http://www.sengpielaudio.com/calculator-period.htm
- ↑http://www.sengpielaudio.com/calculator-period.htm
- ↑http://mriquestions.com/angular-frequency-omega.html
Про цю статтю
Співавтором цієї статті є Kevin Wang, наш постійний співавтор. Постійні співавтори wikiHow працюють у тісній співпраці з нашими редакторами, щоб забезпечити максимальну точність та повноту статей.Кількість переглядів цієї статті: 132 999.
