Հաճախություն

Հաճախություն, պարբերական պրոցեսը նկարագրող ֆիզիկական մեծություն, ցույց է տալիս միավոր ժամանակում կատարված պարբերական գործողությունների թիվը։ Սովորաբար նշանակվում է $~{\nu }$, $~f$, $~{\omega }$ և $~F$ տառերով։ Միավորների միջազգային համակարգում հաճախության միավորը հերցն է՝ Հց (Hz)։ Հաճախությանը հակադարձ համեմատական մեծությունը կոչվում է պարբերություն։ Այն ցույց է տալիս կրկնվող երևույթի տևողությունը։ Օրինակ, եթե նորածին երախայի սիրտը բաբախում է րոպեում 120 անգամ, ապա բաբախումների պարբերությունը (երկու բաբախումների միջակայքը) կես վայրկյան է։ Ինչպես ժամանակը, հաճախությունը ամենաճշգրիտ չափվող ֆիզիկական մեծություններից է. մինչև 10⁻¹⁷ հարաբերական ճշտությամբ։

Տարբեր հաճախություններով սինուսոիդային ալիքներ: Հորիզոնական առանցքը ցույց է տալիս ժամանակը:

Բնության մեջ կան տարբեր հաճախությամբ պարբերական պրոցեսներ՝ սկսած ~10⁻¹⁶ Հց-ից (Արեգակի պտտման հաճախությունը մեր գալակտիկայի կենտրոնի շուրջը) մինչև ~10³⁵ Հց (մեծ էներգիայով տիեզերական ճառագայթների դաշտի տատանումների հաճախությունը)։

Քվանտային մեխանիկայում քվանտամեխանիկական վիճակի ալիքային ֆունկցիայի տատանումների պարբերությունը այդ վիճակի էներգիայի ֆիզիկական իմաստն ունի, ինչ հետ կապված՝ միավորների համակարգը հաճախ ընտրվում է այնպես, որ հաճախությունը և էներգիան արտահայտվում են միևնույն միավորներով։ Այլ կերպ ասած, անցումային գործակիցը հաճախության և էներգիայի միջև՝ Պլանկի հաստատունը, E=hν բանաձևում ընտրվում է հավասար 1-ի։

Մարդու աչքը ընկալում է 4×10¹⁴ հաճախությունից մինչև 8×10¹⁴ հաճախությամբ էլեկտրամագնիսական տատանումները. Տատանումների պարբերությամբ որոշվում է լույսի գույնը։ Մարդու ձայնային զգայարանը՝ ականջը, ընկալում է 20 Հց-ից մինչև 20 կՀց հաճախությամբ ակուստիկական ալիքները։ Տարբեր կենդանիների համար օպտիկական և ակուստիկական տատանումների ընկալման հաճախային ընդգրկույթները տարբեր են։

Ձայնային տատանումների հաճախությունների հարաբերությունը արտահայտվում է երաժշտական ինտերվալների օգնությամբ, ինչպիսիք են օկտավան, տերցիան, կվինտան և այլն։ Ձայնի հաճախությունների միջև մեկ օկտավա ինտերվալը նշանակում է, որ այդ հաճախությունները տարբերվում են 2 անգամ։ Հաճախային ինտերվալների նկարագրման համար կիրառվում է նաև դեկադան, որը հաճախային միջակայքն է 10 անգամ իրարից տարբեր հաճախությունների միջև։ Մարդու ձայնային ընկալունակության ընդգրկույթը 3 դեկադա է՝ 20 Հց-ից մինչև 20 000 Հց: ինտոնացիա

Ակնթարթային հաճախությունը և սպեկտրային բաղադրիչների հաճախությունները

Պարբերական ազդանշանը բնութագրվում է ակնթարթային հաճախությամբ, որը փուլի փոփոխման արագությունն է։ Այդ ազդանշանը կարելի է ներկայացնել նաև որպես հաստատուն հաճախություններ ունեցող հարմանիկ սպեկտրային բաղադրիչների գումար։

Շրջանային հաճախություն

Ֆիզիկայի որոշ բաժիններում, մասնավորապես էլեկտրադինամիկայում, ինչպես նաև որոշ կիրառական հաշվարկներում անկյունային (շրջանային, շառավղային, ցիկլիկ) հաճախությունը (նշանակվում է $~{\omega }$) Շրջանային հաճախությունը տատանումներրի պարբերության հետ կապված է $~\omega =2\pi f$ առնչությամբ։ Շրջանային հաճախության մաթեմատիկական իմաստը տատանումների լրիվ փուլի առաջին ածանցյալն է ըստ ժամանակի։ Շրջանային հաճախության միավորը ռադիան/վայրկյանն է (ռ/վ)։

Պտտական շարժումը դիտարկելիս մեխանիկայում շրջանային հաճախության անալոգը անկյունային հաճախությունն է։

Դիսկրետ երևույթների հաճախություն

Դիսկրետ երևույթների՝ իմպուլսների հաճախությունը ֆիզիկական մեծություն է, որը հավասար է միավոր ժամանակում կատարվող դիսկրետ (ընդհատ) իրադարձությունների թվին։ Միավորը վ⁻¹ է։ Գործնականում իմպուլսի հաճախության չափման համար կիրառվում է Հերցը։

Պտտման հաճախություն

Պտտման հաճախությունը ֆիզիկական մեծություն է, որը ցույց է տալիս լրիվ պտույտների թիվը միավոր ժամանակում։ Միավորը՝ վ⁻¹՝ պտույտ վայրկյանում։

Առնչվող մեծություններ

Հաճախության հետ սերտորեն կապված են հետևյալ մեծությունները՝

• Հաճախային շերտի լայնություն՝ $~f_{max}-f_{min}$,
• Հաճախային միջակայք՝ $~\log(f_{max}/f_{min})$,
• Հաճախային շեղում՝ $~\Delta f/2$,
• Տատանումների պարբերություն՝ $~1/f$,
• Ալիքի երկարություն՝ $~{v}/f$,
• Անկյունային արագություն՝ $~d\phi /dt;2\pi F_{BP.}$:

Չափումները

• Հաճախության չափման համար կիրառվում են տարբեր տիպի հաճախաչափեր, այդ թվում՝ էլեկտրոնային, կոնդենսատորային, ռեզոնանսային հաճախաչափեր, ինչպես նաև սպեկտրի անալիզատորներ։
• Տրված ճշտությամբ հաճախություն ստանալու համար օգտագործվում են տարբեր չափեր՝ հաճախության ստանդարտներ, հաճախության սինթեզատորներ, ազդանշանների գեներատորներ և այլն։
• Հաճախությունները համեմատվում են հաճախային համեմատիչի կամ օցսիլոգրաֆի օգնությամբ՝ ըստ Լիսաժի ֆիգուրների։