周波数

頻度とは、イベントが一定の時間内にどれだけの頻度で繰り返されるかを意味します。

物理学では、波の周波数とは、1秒間にある点を通過する波紋の数のことです(波紋とは波のピークのことです)。

ヘルツ(記号Hz)は周波数の単位です。

周波数と波長の関係は、式で表されます。

f = v / λ {displaystyle f=v/\lambda } {\displaystyle f=v/\lambda }

Where is v is speed and λ{\displaystyle \lambda }λ)は波長である。光波の周波数の公式は、f = c / λ {\displaystyle f=c/\lambda }{\displaystyle f=c/\lambda }であり、ここでcは光速である。

すべての電磁波は、真空中では光の速度で移動しますが、真空ではない媒体を介して移動するとき、彼らはより遅い速度で移動します。音波などの他の波は、はるかに低い速度で移動し、真空を介して移動することはできません。

電磁波の例としては、波、電波赤外線、マイクロ波、ガンマ波などがあります。

時間が経過すると、ここでは、水平軸上で左から右に移動すると、5つの正弦波は、異なるレート(または比率)で定期的に変化するか、またはサイクルします。赤色の波(上)は周波数が最も低く(つまり、最も遅い速度でサイクル)、紫色の波(下)は最も高い周波数(最も速い速度でサイクル)を持っています。Zoom
時間が経過すると、ここでは、水平軸上で左から右に移動すると、5つの正弦波は、異なるレート(または比率)で定期的に変化するか、またはサイクルします。赤色の波(上)は周波数が最も低く(つまり、最も遅い速度でサイクル)、紫色の波(下)は最も高い周波数(最も速い速度でサイクル)を持っています。

3つの異なる周波数を持つ正弦波 f.Zoom
3つの異なる周波数を持つ正弦波 f.

電磁波の可視化

電磁波の種類によって周波数が異なります。

これを可視化する一つの方法は、同じ速度で走行する2つの列車があったとして、一方の列車の方がもう一方の列車よりも車両の大きさが小さい場合です。誰かが動かないもの、例えば標識のようなものを選んで、各列車ごとに1秒間に何台の列車が標識を通過したかを数えれば、各列車の通過頻度を知ることができます。車両が小さい電車の方が、車両が大きい電車よりも1秒間に看板を通過する車両の数が多いので、看板を通過する車両の数や頻度が違ってきます。1秒間に何両の車両が標識ポストを通過したかを知り、列車の速度を知ることで、各列車の車両の大きさを数学的に求めることができました。

例えば、電車が秒速10マイルで動いていて、1秒間に10両の電車が通過したとすると、1両の電車の長さは1マイルになります。もう一方の電車が毎秒10マイルで動いていて、1秒間に20両の電車が通過した場合、各電車の車の長さは1マイルの1/2であることがわかります。この例では、電磁波の周波数を知ることで波長がわかることを示しています。すべての電磁波は光の速度で移動するので、c = v (ラムダ) ここで、vは周波数であり、ラムダは波長であり、cは光速です。したがって、周波数を表現する別の方法は、周波数がラムダの上にcであると言うことです。

同じ速度で移動する2つの異なる列車Zoom
同じ速度で移動する2つの異なる列車

質問と回答

Q:頻度とは何ですか?


A:頻度とは、ある事象が一定時間内に何回繰り返されるかを示すものです。

Q:周波数を表す単位は何ですか?


A:周波数の単位はヘルツ(記号Hz)です。

Q:周波数と波長の関係を表す式は?


A:周波数と波長の関係は、vを速度、λを波長とすると、f=v/λの式で表されます。

Q: 光波の場合、この式はどのように変わるのですか?


A:光波の周波数を表す式は、f=c/λ(cは光速)です。

Q:真空中の電磁波はどのくらいの速さで伝わるのでしょうか?


A:すべての電磁波は、真空中では光速で伝わる。

Q:他の媒質中ではどのくらいの速さで伝わるのか?


A: 電磁波は真空以外の媒質中を伝わるとき、より遅い速度で伝わります。

Q:電磁波の例はあるのですか?


A:光波、電波、赤外線、マイクロ波、ガンマ線などがあります。

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