Drgania i oscylacje układów mechanicznych pozostają jedną z najważniejszych dziedzin badań w fizyce. Praktycznie każdy system oscyluje lub wibruje na wiele różnych sposobów.

Co mają ze sobą wspólnego boja oceaniczna, gitara, dziecko na huśtawce czy bicie serca? Wszystkie one oscylują – co oznacza, że poruszają się tam i z powrotem pomiędzy dwoma punktami. Samo ludzkie ciało jest skarbnicą zjawisk wibracyjnych. Nawet atomy w naszym ciele wibrują. Każdy system, który oscyluje, ma coś wspólnego. Wiąże się z siłą i energią. Rozpoczynasz ruch, popychając dziecko na huśtawce lub możesz zwiększyć energię atomów drgających w krysztale za pomocą ciepła. Tak więc oscylacje tworzą fale.

Co wspólnego mają oscylacje lub fale? Cechą, która wiąże takie zjawiska jest okresowość. Widać, że niewielka liczba podstawowych zasad opisuje wszystkie zjawiska, co dowodzi, że są one powszechniejsze, niż mógłbyś przypuszczać. W każdym zjawisku zauważysz pewien wzór lub ruch, który powtarza się w kółko. Ruch okresowy to ruch, który powtarza się w kółko w regularnych odstępach czasu, taki jak ten, który wykazuje struna gitary lub ruch dziecka na huśtawce w przód i w tył. Czas potrzebny do zakończenia jednego cyklu wibracji lub oscylacji nazywany jest okresem fali. Częstotliwość odnosi się po prostu do liczby cykli oscylacji występujących w ciągu sekundy.

Co to jest częstotliwość?

Częstotliwość fali odnosi się po prostu do liczby pełnych cykli lub oscylacji, które występują w ciągu jednej sekundy. Jest ona mierzona w cyklach na sekundę lub hercach (Hz). Cykl to jedna pełna oscylacja, a wibracja może być pojedynczym lub wielokrotnym zdarzeniem, podczas gdy oscylacje są przeważnie powtarzalne przez kilka cykli. Zazwyczaj oznaczana jest literą „f” i wyraża się jako:

f = 1/T, gdzie „T” oznacza okres czasu, a „f” częstotliwość.

Co to jest okres?

Okres jest odwrotnością częstotliwości i jest definiowany jako czas potrzebny do jednego pełnego okrążenia drgań lub oscylacji. Po prostu odnosi się do czasu, w którym coś występuje okresowo i jest mierzony w sekundach na cykl. Okres jest odwrotnością częstotliwości, co oznacza, że obie wielkości są do siebie odwrotnie proporcjonalne. W postaci równania okres wyraża się jako:

T = 1/f, gdzie „f” to częstotliwość, a „T” to okres czasu.

Różnica między okresem a częstotliwością

Definicja okresu i częstotliwości

Oba terminy okres i częstotliwość są ze sobą powiązane, ponieważ wykazują pewien wzór ruchu, a jednak są wyraźnie różne. Oba są związane ze zjawiskiem okresowym i często są ze sobą mylone. Okres odnosi się do czasu, jaki zajmuje fali ukończenie jednego pełnego cyklu oscylacji lub wibracji. Częstotliwość, przeciwnie, odnosi się do liczby pełnych cykli lub oscylacji występują w ciągu sekundy. Okres jest wielkością związaną z czasem, podczas gdy częstotliwość jest związana z szybkością. Okres po prostu odnosi się do czasu, w którym coś występuje okresowo, podczas gdy częstotliwość oznacza, jak często to się dzieje.

Zależność między okresem a częstotliwością

Obie wielkości są do siebie odwrotnie proporcjonalne. Częstotliwość jest wyrażana w cyklach na sekundę, falach na sekundę, drganiach na sekundę itp. i jest zwykle oznaczana literą „f”. Okres wyrażany jest w sekundach na cykl. Jednostką częstotliwości jest Hertz (Hz), a „T” oznacza okres jednej pełnej oscylacji. W sensie matematycznym obie wielkości są wzajemnie odwrotne. W formie równania częstotliwość i okres wyrażają się jako:

f = 1/T, gdzie f to częstotliwość, a T to okres.

Można to również wyrazić jako:

T = 1/f

Przykładowy okres i częstotliwość

Powiedzmy, że fala trwa jedną sekundę, aby oscylować w górę i w dół, co oznacza, że okres fali wynosi 1 sekundę. Częstotliwość i okres są do siebie odwrotnie proporcjonalne. Ponieważ w ciągu sekundy następuje tylko jeden cykl, częstotliwość fali wynosiłaby 1 cykl na sekundę. A gdyby fala potrzebowała pół sekundy na oscylację pełnego cyklu, okres tej fali wynosiłby 0,5 sekundy, a częstotliwość 1/0,5 = 2, czyli 2 cykle na sekundę. Czyli dłuższy okres, mniejsza częstotliwość i odwrotnie.

Podsumowanie okresu Vs. częstotliwości

Zarówno częstotliwość jak i okres czasu są podstawowymi parametrami fal, związanymi ze sobą, jednak wyraźnie różnią się pod względem ilościowym. Częstotliwość fali związana jest z wielkością szybkości, natomiast okres fali związany jest z wielkością czasu. Okres czasu odnosi się do czasu potrzebnego fali do zakończenia jednego pełnego cyklu oscylacji lub wibracji, który jest odwrotnością częstotliwości. Częstotliwość odnosi się do liczby drgań, które występują w ciągu jednej sekundy, co jest odwrotnością okresu czasu. Częstotliwość jest zwykle mierzona w hercach (Hz), a okres w sekundach. Obie są do siebie odwrotnie proporcjonalne, co oznacza, że jeśli częstotliwość jest wyższa, to okres jest niższy i odwrotnie. Częstotliwość oznaczana jest literą „f”, a okres literą „T”.