频率(frequency),是单位时间内完成
周期性变化的次数,是描述周期运动频繁程度的量.常用符号f或ν表示,单位为秒分之一,符号为s-1。频率概念不仅在
力学、
光学中应用,在
量子力学、
电磁学与
无线电技术中也常使用。
基本信息
词目
频率
解释
物质在单位时间内完成
周期性变化的次数叫作频率,常用f表示。
公式
f=1/T
物理学单位
Hz
频率定义
物质在单位时间内完成周期性变化的次数叫做频率,常用f
表示。
为了纪念德国物理学家赫兹的贡献,人们把频率的单位命名为
赫兹,简称“赫”,符号为HZ。
频率,是时间内完成周期性变化的次数,是描述周期运动频繁程度的量,常用符号f或ν表示,单位为秒分之一,符号为s-1。
交流电的频率是指它单位时间内
周期性变化的次数,单位是
赫兹(Hz),与周期成倒数关系。日常生活中的交流电的频率一般为50Hz或60Hz,而无线电技术中涉及的交流电频率一般较大,达到千赫兹(KHz)甚至兆赫兹(MHz)的度量。
频率单位
物理中频率的基本单位是
赫兹(Hz),简称赫,也常用千赫(kHz)或兆赫(MHz)或吉赫(GHz)做单位。1kHz=1000Hz,1MHz=1000000Hz,1GHz=1000MHz。
频率分类
工频
中国使用的电是一种
正弦交流电,其频率是50Hz,即一秒钟内做了50次周期性变化。交流电的频率,工业术语叫做工频。2013年,全世界的电力系统中,工频有两种,一种为50Hz,还有一种是60Hz。
潮汐频率
在天文潮汐学中,由于各种天体活动周期长,以
赫兹的单位显示不便,频率常用的单位为:cph,即次/小时(cycle per hour)。如最常见的M2分潮的周期约为12.42h,则其频率通常表示为0.08051cph。
角频率
周期的倒数叫做频率,用符号f表示,f = 1/T。
角频率ω与频率f之间的关系为:ω = 2πf。
转角频率
在控制工程学科中,两条
渐近线相交点的频率,这个频率称为转折频率,又名转角频率。ω值称为转角频率。
统计频率
又称相对
次数,即某一事件发生的次数被总的事件数目除,亦即某一数据出现的次数被这一组数据总个数去除。频率通常用比例或百分数表示。
多普勒效应
多普勒效应Doppler effect是纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·
多普勒(Christian Johann Doppler)而命名的,他于1842年首先提出了这一理论。主要内容为物体
辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面,波被压缩,
波长变得较短,频率变得较高(
蓝移blue shift);在运动的波源后面时,会产生相反的效应。波长变得较长,频率变得较低(
红移red shift);波源的速度越高,所产生的效应越大。根据波红(蓝)移的程度,可以计算出波源循着观测方向运动的速度。
恒星
光谱线的
位移显示恒星循着观测方向运动的速度,除非波源的速度非常接近
光速,否则
多普勒位移的程度一般都很小。所有波动现象都存在多普勒效应。
测量方法
为了定量分析物理学上的频率,势必涉及频率测量。频率测量一般原理,是通过相应的传感器,将周期变化的特性转化为电信号,再由电子频率计显示对应的频率,如工频、光频、振动频率等。除此之外,还有应用多普勒效应原理,对光频的测量。
测量频率的方法一般分为无源测频法、有源测频法及电子计数法三种。
无源测频法(又可分为谐振法和电桥法),常用于频率粗测,精度在1%左右。
有源比较法可分为拍频法和差频法,前者是利用两个信号线性
叠加以产生拍频现象,再通过检测零拍现象进行测频,常用于低频测量,误差在零点几Hz;
后者则利用两个非线性信号叠加来产生差频现象,然后通过检测零差现象进行测频,常用于高频测量,误差在±20 Hz左右。
电子计数法在测量范围和精度上都有一定的不足,而电子计数法主要通过单片机进行控制。由于单片机的较强控制与运算功能,电子计数法的测量频率范围宽,精度高,易于实现。