頻率

頻率

物理學專用術語
頻率(frequency)是單位時間内完成周期性變化的次數,是描述周期運動頻繁程度的量,常用符号f或ν表示,單位為秒分之一,符号為s-1。為了紀念德國物理學家赫茲的貢獻,人們把頻率的單位命名為赫茲,簡稱“赫”,符号為Hz。每個物體都有由它本身性質決定的與振幅無關的頻率,叫做固有頻率。頻率概念不僅在力學、光學中應用,在量子力學、電磁學與無線電技術中也常使用。
  • 中文名:頻率
  • 外文名:frequency
  • 表達式:f=1/T
  • 定義:單位時間内完成周期性變化的次數
  • 用途:描述周期運動頻繁程度的量

基本内容

【詞目】:頻率

【拼音】:pínlǜ

【解釋】:物質在1s内完成周期性變化的次數叫做頻率,常用f表示。

【公式】:f=1/T

【物理學單位】:Hz

定義單位

定義

物質在1秒内完成周期性變化的次數叫做頻率,常用f表示。

單位

交流電的頻率是指它單位時間内周期性變化的次數,單位是赫茲(Hz),與周期成倒數關系。日常生活中的交流電的頻率一般為50赫茲或60赫茲,而無線電技術中涉及的交流電頻率一般較大,達到千赫茲(KHz)甚至兆赫茲(MHz)的度量。

頻率的分類

工頻

而像中國使用的電是一種正弦交流電,其頻率是50Hz,也就是它速度驚人的地方,一秒鐘内做了50次周期性變化。交流電的頻率,工業術語叫做工頻。2013年,全世界的電力系統中,工頻有兩種,一種為50Hz,還有一種是60Hz。

聲頻

聲音是機械振動,能夠穿越處于各種物态的物質。這些能夠傳播聲音的物質稱為介質。聲音不能傳播于真空。我們聽到的聲音也是一種有一定頻率的聲波。人耳聽覺的頻率範圍約為20-20000HZ,超出這個範圍的就不為我們人耳所察覺。低于20Hz為次聲波,高于20kHz為超聲波。聲音的頻率越高,則聲音的音調越高,聲音的頻率越低,則聲音的音調越低。

潮汐頻率

在天文潮汐學中,由于各種天體活動周期長,以赫茲的單位顯示不便,頻率常用的單位為:cph,即cycleper hour。如最常見的M2分潮的周期約為12.42小時,則其頻率通常表示為0.08051cph(次/小時)。

角頻率

交流電周期的倒數叫做頻率(用符号f表示),即f=1/T。

它表示正弦交流電流在單位時間内作周期性循環變化的次數,即表征交流電交替變化的速率(快慢)。頻率的國際單位制是赫茲(Hz)。角頻率與頻率之間的關系為:ω=2πf。

猜想:由于組成物質的原子與分子始終在做無規則運動,因此可以猜想物質本身始終在一定頻率範圍内振動。由于不存在絕對靜止,而且物質始終振動,所以人類已知的頻率範圍遠遠不及實際存在的頻率範圍。已知空間不存在真正的“空”,則空間必由物質所填充,物質的振動同時可引起空間共振,因此空間在振動,而由其頻率的不同,從形成不同層面的空間.不同層面的空間所具有的頻率不同,因此其空間所在光波頻率非人類可見光波頻率,所以不同層面空間不可見。

轉角頻率

【學科術語】在控制工程學科中,當Tω=1時,ω=1/T,此時具有的ω值稱為轉角頻率。

多普勒效應

一種聲音盡管隻有一個恒定的頻率,但是對聽者來說,他有時卻是變化的。當波源和聽者之間發生相對運動時,聽者所感到的頻率改變的這種現象稱為多普勒效應。

統計頻率

又稱相對次數,即某一事件發生的次數被總的事件數目除,亦即某一數據出現的次數被這一組數據總個數去除。頻率通常用比例或百分數表示。

多普勒效應

多普勒效應Doppler effect是紀念奧地利物理學家及數學家克裡斯琴·約翰·多普勒(Christian Johann Doppler)而命名的,他于1842年首先提出了這一理論。主要内容為物體輻射的波長因為波源和觀測者的相對運動而産生變化。在運動的波源前面,波被壓縮,波長變得較短,頻率變得較高(藍移blue shift);在運動的波源後面時,會産生相反的效應。波長變得較長,頻率變得較低(紅移red shift);波源的速度越高,所産生的效應越大。根據波紅(藍)移的程度,可以計算出波源循着觀測方向運動的速度。

恒星光譜線的位移顯示恒星循着觀測方向運動的速度,除非波源的速度非常接近光速,否則多普勒位移的程度一般都很小。所有波動現象都存在多普勒效應。

測量方法

為了定量分析物理學上的頻率,勢必涉及頻率測量。頻率測量一般原理,是通過相應的傳感器,将周期變化的特性轉化為電信号,再由電子頻率計顯示對應的頻率,如工頻、光頻、振動頻率等。除此之外,還有應用多普勒效應原理,對光頻的測量。

測量頻率的方法一般分為無源測頻法、有源測頻法及電子計數法三種。

無源測頻法(又可分為諧振法和電橋法),常用于頻率粗測,精度在1%左右。

有源比較法可分為拍頻法和差頻法,前者是利用兩個信号線性疊加以産生拍頻現象,再通過檢測零拍現象進行測頻,常用于低頻測量,誤差在零點幾Hz;

後者則利用兩個非線性信号疊加來産生差頻現象,然後通過檢測零差現象進行測頻,常用于高頻測量,誤差在±20 Hz左右。

電子計數法在測量範圍和精度上都有一定的不足,而電子計數法主要通過單片機進行控制。由于單片機的較強控制與運算功能,電子計數法的測量頻率範圍寬,精度高,易于實現。

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