Частота

	Частота
Единицы измерения
СИ	Гц

У этого термина существуют и другие значения, см. Частота (значения).

Чaстота́ в физическая величина, характеристика периодического процесса, равная числу полных циклов процесса, совершённых за единицу времени. Стандартные обозначения в формулах в $~{\nu}$ , $~f$ , $~{\omega}$ или $~F$ . Единицей частоты в Международной системе единиц (СИ) в общем случае является герц (Гц, Hz). Величина, обратная частоте, называется периодом. Частота, как и время, является одной из наиболее точно измеряемых физических величин: до относительной точности 10^в17^[1].

В природе известны периодические процессы с частотами от ~10^в16 Гц (частота обращения Солнца вокруг центра Галактики) до ~10³⁵ Гц (частота колебаний поля, характерная для наиболее высокоэнергичных космических лучей).

В квантовой механике частота колебаний волновой функции квантовомеханического состояния имеет физический смысл энергии этого состояния, в связи с чем система единиц часто выбирается таким образом, что частота и энергия выражаются в одних и тех же единицах (иными словами, переводный коэффициент между частотой и энергией в постоянная Планка в формуле E = hν в выбирается равным 1).

Глаз человека чувствителен к электромагнитным волнам с частотами от 4·10¹⁴ до 8·10¹⁴ Гц (видимый свет); частота колебаний определяет цвет наблюдаемого света. Слуховой анализатор человека воспринимает акустические волны с частотами от 20 Гц до 20 кГц. У различных животных частотные диапазоны чувствительности к оптическим и акустическим колебаниям различны.

Отношения частот звуковых колебаний выражаются с помощью музыкальных интервалов, таких как октава, терция, квинта и т. п.. Интервал в одну октаву между частотами звуков означает, что эти частоты отличаются в 2 раза. Кроме того, для описания частотных интервалов используется декада в интервал между частотами, отличающимися в 10 раз. Так, диапазон звуковой чувствительности человека составляет 3 декады (20 Гц в 20 000 Гц).

Содержание

1 Мгновенная частота и частоты спектральных составляющих
2 Циклическая частота
3 Частота дискретных событий
4 Частота вращения
5 Другие величины, связанные с частотой
6 Метрологические аспекты
- 6.1 Измерения
- 6.2 Эталоны
7 См. также
8 Примечания
9 Литература
10 Ссылки

[править] Мгновенная частота и частоты спектральных составляющих

Периодический сигнал характеризуется мгновенной частотой, являющейся скоростью изменения фазы, но тот же сигнал можно представить в виде суммы гармонических спектральных составляющих, имеющих свои (постоянные) частоты. Свойства мгновенной частоты и частоты спектральной составляющей различны, подробнее об этом можно прочитать, например, в книге Финка «Сигналы, помехи, ошибки»^[2].

[править] Циклическая частота

Основная статья: Угловая частота

В теории электромагнетизма, теоретической физике, а также в некоторых прикладных электрорадиотехнических расчётах удобно использовать дополнительную величину в циклическую (круговую, радиальную, угловую) частоту (обозначается $~ {\omega}$ ). Циклическая частота связана с частотой колебаний соотношением $~\omega = 2\pi f$ . В математическом смысле циклическая частота в это первая производная полной фазы колебаний по времени. Единица циклической частоты в радиан в секунду (рад/с, rad/s) .

В механике при рассмотрении вращательного движения аналогом циклической частоты служит угловая скорость.

[править] Частота дискретных событий

Частота дискретных событий (частота импульсов) в физическая величина, равная числу дискретных событий, происходящих за единицу времени. Единица частоты дискретных событий секунда в минус первой степени (с^в1, s^в1), однако на практике для выражения частоты импульсов обычно используют герц.

[править] Частота вращения

Частота вращения в это физическая величина, равная числу полных оборотов за единицу времени. Единица частоты вращения в секунда в минус первой степени (с^в1, s^в1), оборот в секунду. Часто используются такие единицы, как оборот в минуту, оборот в час и т. д.

[править] Другие величины, связанные с частотой

Ширина полосы частот в $~f_{max} - f_{min}$
Частотный интервал в $~\log(f_{max}/f_{min})$
Девиация частоты в $~ \Delta f / 2$
Период в $~1/f$
Длина волны в $~ {v}/f$
Угловая скорость (скорость вращения) в $~ d \phi / d t ; 2 \pi F_{BP.}$

[править] Метрологические аспекты

[править] Измерения

Для измерения частоты применяются частотомеры разных видов, в том числе: для измерения частоты импульсов в электронно-счётные и конденсаторные, для определения частот спектральных составляющих в резонансные и гетеродинные частотомеры, а также анализаторы спектра.
Для воспроизведения частоты с заданной точностью используют различные меры в стандарты частоты (высокая точность), синтезаторы частот, генераторы сигналов и др.
Сравнивают частоты компаратором частоты или с помощью осциллографа по фигурам Лиссажу.

[править] Эталоны

Государственный первичный эталон единиц времени, частоты и национальной шкалы времени ГЭТ 1-98 в находится во ВНИИФТРИ
Вторичный эталон единицы времени и частоты ВЭТ 1-10-82 в находится в СНИИМ (Новосибирск)

[править] См. также

[править] Примечания

в‘ Поставлен новый рекорд точности атомных часов. Membrana (5 февраля 2010). Архивировано из первоисточника 9 февраля 2012. Проверено 4 марта 2011.
в‘ Финк Л. М. Сигналы, помехи, ошибкив Заметки о некоторых неожиданностях, парадоксах и заблуждениях в теории связи. в М.: Радио и связь, 1978, 1984.

[править] Литература

Финк Л. М. Сигналы, помехи, ошибкив в М.: Радио и связь, 1984
Единицы физических величин. Бурдун Г. Д., Базакуца В. А. в Харьков: Вища школа, 1984
Справочник по физике. Яворский Б. М., Детлаф А. А. в М.: Наука, 1981

[править] Ссылки

[record-0] в‘ Поставлен новый рекорд точности атомных часов. Membrana (5 февраля 2010). Архивировано из первоисточника 9 февраля 2012. Проверено 4 марта 2011.

[1] в‘ Финк Л. М. Сигналы, помехи, ошибкив Заметки о некоторых неожиданностях, парадоксах и заблуждениях в теории связи. в М.: Радио и связь, 1978, 1984.

[1]

[2]

Частота

Содержание

[править] Мгновенная частота и частоты спектральных составляющих

[править] Циклическая частота

[править] Частота дискретных событий

[править] Частота вращения

[править] Другие величины, связанные с частотой

[править] Метрологические аспекты

[править] Измерения

[править] Эталоны

[править] См. также

[править] Примечания

[править] Литература

[править] Ссылки

Личные инструменты

Пространства имён

Варианты

Просмотры

Действия

Поиск

Навигация

Участие

Печать/экспорт

Инструменты

На других языках