Vibrationer och oscillationer av mekaniska system är fortfarande en av de viktigaste studierna i fysiken. Nästan alla system oscillerar eller vibrerar fritt på en mängd olika sätt.
Vad har en havböja, en gitarr, ett barn i en gunga eller hjärtats slag alla gemensamma? De svänger alla - det betyder att de flyttar fram och tillbaka mellan två punkter. Människokroppen i sig är en skattekälla av vibrerande fenomen. Även atomerna i vår kropp vibrerar. Varje system som svänger har något gemensamt. Det handlar om kraft och energi. Du börjar en rörelse genom att trycka barnet i en gunga eller du kan öka atomenergin som vibrerar i en kristall med värme. Så oscillationer skapar vågor.
Vad har oscillationer eller vågor gemensamt? Funktionen som hänför sig till sådana fenomen är periodicitet. Det är uppenbart att ett litet antal underliggande principer beskriver alla fenomen som visar att de är vanliga än du kunde ha föreställt dig. Du kommer att märka ett visst mönster eller en rörelse i varje fenomen som upprepar sig om och om igen. En periodisk rörelse är en rörelse som upprepar sig om och om igen med jämna mellanrum, såsom den som uppvisas av en gitarrsträng eller fram och tillbaka rörelse av ett barn i en gunga. Tiden för att slutföra en vibrationscykel eller oscillation kallas vågperioden. Frekvens hänvisar helt enkelt till antalet cykler av en oscillation som inträffar per sekund.
Vågfrekvensen hänvisar helt enkelt till antalet kompletta cykler eller oscillationer som uppträder inom en sekund. Det mäts i cykler per sekund eller hertz (Hz). En cykel är en komplett oscillation och en vibration kan vara en singel eller flera händelser, medan oscillationer är mestadels repeterande för ett antal cykler. Den betecknas vanligtvis av bokstaven "f" och uttrycks som:
f = 1 / T, där 'T' representerar tidsperiod och 'f' är frekvensen.
Perioden är invers av frekvens och definieras som den tid som tas för en fullständig rundtur i vibrationen eller svängningen. Det hänvisar helt enkelt till tiden för att något förekommer periodiskt och det mäts i sekunder per cykel. Tidsperioden är ömsesidig av frekvensen vilket innebär att kvantiteterna är omvänd proportionella mot varandra. I ekvationsform uttrycks perioden som:
T = 1 / f, där 'f' är frekvensen och 'T' är tidsperioden.
Både termen och frekvensen är relaterade eftersom de uppvisar ett visst rörelsesmönster, men de är tydligt olika. Båda är relaterade till periodiska fenomen och är ofta förvirrade med varandra. Perioden refererar till hur lång tid det tar en våg att slutföra en hel cykel med oscillation eller vibration. Frekvens, tvärtom, hänför sig till antalet kompletta cykler eller oscillationer inträffar per sekund. Perioden är en mängd som är relaterad till tiden, medan frekvensen är relaterad till frekvensen. Perioden refererar helt enkelt till tiden för att något ska inträffa periodiskt, medan frekvens betyder hur ofta det händer.
Båda kvantiteterna är omvänt proportionella mot varandra. Frekvensen uttrycks i cykler per sekund, waver per sekund, vibrationer per sekund etc. och benämns vanligen med bokstaven "f". Perioden uttrycks i sekunder per cykel. Frekvensenheten är Hertz (Hz) och "T" representerar tidsperioden för en fullständig oscillation. I matematiska termer är båda kvantiteterna ömsesidiga av varandra. I ekvationsform uttrycks frekvens och period som:
f = 1 / T, där f är frekvens och T är period.
Det kan också uttryckas som:
T = 1 / f
Låt oss säga att en våg tar en sekund att oscillera upp och ner, vilket betyder att vågperioden är 1 sekund. Frekvensen och perioden är omvänt proportionella mot varandra. Eftersom endast en cykel uppstår i en sekund, skulle vågens frekvens vara 1 cykel per sekund. Och om vågan tog en halv sekund för att oscillera hela cykeln, skulle vågperioden vara 0,5 sekunder och frekvensen skulle vara 1 / 0,5 = 2, det vill säga 2 cykler per sekund. Så, längre tid, sänka frekvensen och vice versa.
Både frekvens och tidsperiod är de grundläggande parametrarna för vågor, som är relaterade till varandra, men de är tydligt olika i kvantitet. Vågfrekvensen är relaterad till hastighetskvantitet, medan tidsperioden för en våg är relaterad till tidsmängd. Tidsperioden avser den tid det tar för en våg att slutföra en hel cykel med oscillation eller vibration, vilket är invers av frekvensen. Frekvensen refererar till antalet vibrationer som uppträder inom en sekund, vilket är invers av tidsperioden. Frekvensen mäts vanligtvis i Hertz (Hz) och perioden mäts i sekunder. Båda är omvänd proportionella mot varandra, vilket betyder att om frekvensen är högre, då är perioden lägre och vice versa. Frekvensen betecknas med bokstaven "f", och perioden betecknas med "T".