science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe frequentie berekenen

Geluid en licht zijn twee voorbeelden van energietransmissie door periodieke pulsaties of golven. De frequentie van de pulsaties, het aantal golven dat per tijdseenheid optreedt - meestal per seconde - bepaalt de karakteristieken van de uitgezonden energie. Hoogfrequente geluidsgolven zijn bijvoorbeeld hoog en hoogfrequente lichtgolven zijn energetisch in het ultraviolette deel van het spectrum. Het is niet praktisch om het aantal geluids- of lichtgolven te tellen dat per seconde een punt passeert, maar u kunt de frequentie berekenen als u twee andere parameters kent: de lengte van de golven en de transmissiesnelheid.

Bepaal de golflengte van de uitgezonden energie. Voor zichtbaar licht bepaalt de kleur van het licht de golflengte. Als u eenvoudig golven meet die op het oppervlak van een waterlichaam reizen, bepaalt u de golflengte door de afstand tussen aangrenzende toppen of aangrenzende dalen te meten.

Meet of bekijk de snelheid van de golf. Als u een watergolf waarneemt, kunt u eenvoudigweg bepalen hoelang een trog nodig heeft om van het ene vooraf bepaalde punt naar het andere te gaan. Licht en geluid verplaatsen zich echter te snel om te meten, dus je moet hun snelheden opzoeken, en er zeker van zijn om rekening te houden met het medium waardoor ze reizen - wat meestal lucht is.

De waarden voor afstand omzetten en snelheid naar de compatibele eenheden. Als u bijvoorbeeld de golflengte van een watergolf in inches en de snelheid in feet per seconde hebt gemeten, converteert u de golflengte naar feet of de snelheid naar inches per seconde.

Splits de golflengte in de snelheid om de golflengte te berekenen frequentie, uitgedrukt als het aantal cycli per seconde, of Hertz - geschreven "Hz". Bijvoorbeeld, een watergolf met een golflengte van 1 voet die zich voortbeweegt met een snelheid van 4 inch per seconde heeft een frequentie van 1/3 voet /seconde gedeeld door 1 voet = 0,33 Hz. Evenzo heeft blauw licht met een golflengte van 476 nanometer (miljardste van een meter) door de lucht met een snelheid van 299.792.458 meter per seconde een frequentie van: 299.792.458 m /s /0.000000475 m = 631 biljoen Hz, of 631 TeraHertz (THz) .

Tip

Geluidsgolven reizen langzamer in water dan via de lucht, dus hun frequentie neemt af. Het resultaat is dat geluiden een lagere toonhoogte in het water hebben dan in de lucht.

De frequentie van een golftransmissie is het omgekeerde van de periode, wat de tijd is die nodig is voor een enkele cyclus. In het geval van watergolven is een cyclus de tijd die een complete golf nodig heeft om een ​​bepaald punt te passeren. De periode van watergolven met een frequentie van 0,33 Hz is 1 /0,33 = 3,03 seconden.