Doba a frekvence
Vibrace a oscilace mechanických systémů zůstávají jedním z nejdůležitějších oborů fyziky. Prakticky každý systém osciluje nebo volně vibruje různými způsoby.
Co mají společné mořské bóje, kytara, dítě v houpačce nebo bít srdce? Všichni oscilují - což znamená, že se pohybují sem a tam mezi dvěma body. Lidské tělo samo o sobě je pokladem vibračních jevů. Dokonce i atomy v našem těle vibrují. Každý systém, který osciluje, má něco společného. Zahrnuje sílu a energii. Začínáte pohybem tím, že dítě posunete houpačkou, nebo můžete zvýšit energii atomů vibrujících v krystalu s teplem. Tak oscilace vytvářejí vlny.
Co mají společné oscilace nebo vlny? Funkcí, která tyto fenomény souvisí, je periodicita. Je zřejmé, že malý počet základních principů popisuje všechny jevy, které dokazují, že jsou běžné, než byste si mohli představit. V každém fenoménu, který se opakuje znovu a znovu, si všimnete určitý vzorec nebo pohyb. Periodický pohyb je pohyb, který se opakuje znovu a znovu v pravidelných intervalech, jako je ten, který je vystaven kytarovou strunou nebo pohybem dopředu a dozadu dítěte v houpačce. Čas dokončení jednoho vibračního cyklu nebo oscilace se nazývá perioda vlny. Frekvence se jednoduše vztahuje na počet cyklů kmitání vyskytujících se za sekundu.
Co je frekvence?
Frekvence vlny se jednoduše vztahuje na počet úplných cyklů nebo kmitů, ke kterým dochází v jedné vteřině. Měří se v cyklech za sekundu nebo hertzu (Hz). Cyklus je jeden úplný kmit a vibrace mohou být jediné nebo více událostí, zatímco oscilace jsou většinou opakující se pro řadu cyklů. Označuje se obvykle písmenem "f" a je vyjádřeno jako:
f = 1 / T, kde "T" představuje časové období a "f" je frekvence.
Co je to období?
Období je inverzní frekvence a je definováno jako doba potřebná pro jednu úplnou kruhovou cestu vibrací nebo oscilace. Jednoduše odkazuje na dobu, kdy se něco objevuje pravidelně a měří se v sekundách v jednom cyklu. Časové období je reciproční frekvence, což znamená, že obě veličiny jsou navzájem nepřímo úměrné. Ve formě rovnice je období vyjádřeno jako:
T = 1 / f, kde "f" je frekvence a "T" je časové období.
Rozdíl mezi dobou a frekvencí
Obě termíny a frekvence jsou spojeny, protože vykazují určitý pohyb, ale jsou zřetelně odlišné. Oba jsou spojeny s periodickým jevem a jsou často vzájemně zmatené. Období se vztahuje k době, po kterou trvá vlna k dokončení jednoho plného cyklu oscilace nebo vibrací. Frekvence, naopak, se vztahuje k počtu úplných cyklů nebo kmitů vyskytujících se za sekundu. Období je množství související s časem, zatímco frekvence se vztahuje k sazbě. Období jednoduše odkazuje na čas, aby se něco objevovalo pravidelně, zatímco frekvence znamená, jak často se to stane.
Obě množství jsou navzájem nepřímo úměrná. Frekvence je vyjádřena v cyklech za sekundu, chvění za sekundu, vibracích za sekundu atd. A je obvykle označena písmenem "f". Doba je vyjádřena v sekundách za cyklus. Jednotka frekvence je Hertz (Hz) a "T" představuje časové období jedné úplné oscilace. Z matematického hlediska jsou obě veličiny navzájem reciproční. Ve formě rovnice jsou frekvence a doba vyjádřena jako:
f = 1 / T, kde f je frekvence a T je perioda.
Může být také vyjádřeno jako:
T = 1 / f
Řekněme, že vlna trvá jednu vteřinu, aby oscilovala nahoru a dolů, což znamená, že časová vlna je 1 sekunda. Frekvence a doba jsou navzájem nepřímo úměrné. Vzhledem k tomu, že během sekundy nastane pouze jeden cyklus, frekvence vlny by byla 1 cyklus za sekundu. A pokud vlna trvala půl vteřiny, aby oscilovala celý cyklus, doba této vlny by byla 0,5 sekundy a frekvence by byla 1 / 0,5 = 2, tedy 2 cykly za sekundu. Takže delší časové období snížíte frekvenci a naopak.
Doba vs. frekvence: Srovnávací graf
Shrnutí období Vs. Frekvence
Jak frekvence, tak časové období jsou základními parametry vln, které se vzájemně vztahují, přesto se z hlediska kvantity liší. Frekvence vlny souvisí s rychlostí, zatímco časové období vlny se vztahuje k časovému množství. Časové období se vztahuje k době, po kterou má vlna dokončit jeden plný cyklus kmitání nebo vibrací, což je inverzní frekvence. Frekvence se vztahuje k počtu vibrací, které se vyskytují za jednu sekundu, což je inverzní časové období. Frekvence se obvykle měří v Hz (Hz) a doba se měří v sekundách. Oba jsou navzájem nepřímo úměrné, což znamená, že pokud je frekvence vyšší, potom je doba nižší a naopak. Frekvence je označena písmenem "f" a období označeno písmenem "T".
