频率(英文:Frequency),在物理学中指的是周期性过程在单位时间内完成振动(或振荡)的次数的物理量。常用符号

f
表示,频率等于周期
T
的倒数,即
{1}/{T}
。常用单位为赫、千赫、兆赫等。

频率是一个非常重要的物理量,应用于电磁学、声学、光学、电路等多个领域。频率测量、电磁频谱管理等是热门的研究领域。

本页面主要目录有关于频率的:定义、相关概念、测量方法、应用等介绍

中文名

频率

英文名

Frequency

运用领域

物理学

定义

在物理学中,频率指的是一个周期性过程在单位时间内完成振动(或振荡)的次数,常用符号

频率

相关概念

周期

周期(period)指的是同样模式的波形重复出现一次所需的时间。通常用符号

频率

频率

测量方法

频率计数器是一种常用的电子测量分析仪器,用来测量振动信号的频率。常用测量方法有直接测频法、多周期同步测频法、模拟内插法、差拍法、双混频法和频差倍增法等。

测量方法

对应原理

直接测频

在给定的闸门时间内,通过测量-定时间内通过的周期信号进行重复计数,再利用一定的转换方法计算出被测信号的频率

多周期同步测频

多周期同步测频法是基于测周期法的,被测频率信号来同步预置闸门,使同步后的实际闸门时间为被测信号周期的整数倍

模拟内插

在多周期同步法测频的结构上增加了两个内插器,分别用于测量闸门开启时刻和闸门关闭时刻的被测信号与参考信号的不同步时间,然后计算被测信号的频率

差拍

将被测信号和参考信号进行混频,得到待测信号相对参考信号的频差信号,再对这个频差信号进行计数

双混频

将被测源信号和参考源信号分别与公共源信号差拍得到两路差拍信号,对这两路信号进行滤波放大等处理后进行计数

频差倍增

在差拍法的基础将频差信号放大,对放大后的信号进行计数

应用

电磁学

电磁波是一个很广泛的概念。按照波长或频率的顺序把电磁波排列起来,就构成了电磁频谱。电磁波的频率由低至高排列,则它们依次是工频电磁波、低频电磁波、中频电磁波、高频电磁波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和y射线等。电磁频谱是一个非常重要的概念,针对电磁频谱的检测、管理等是一个热门的研究课题。

频率

光学

可见光也是一种电磁波,波长在380~780 nm范围(频率在在340~790THz范围)内、能使人眼视觉系统产生明亮和颜色感觉的电磁波。可见光在电磁频谱中仅占据很小的一部分。可见光的主要天然光源是太阳,在棱镜等色散元件下可以分解为多种颜色的单色光,光的颜色是由频率决定的,如下表所示。红光在可见光谱中频率最低,紫光的频率最高,超过这个范围的电磁波(如红外线、紫外线等),人眼不再可见。

颜色

频率

波长

385~482THz

780~622nm

482~503THz

622~597nm

503~520THz

597~577nm

绿

520~610THz

577~492nm

蓝、靛

610~659THz

492~455nm

659~750THz

455~400nm

表格资料来源于:。

声学

声音在空气或其他物质中以压力和位移的机械振动波的形式传播。一般来说,声音的音色和音高均与频率有关。只有频率在大约 20 Hz 和 20 kHz(音频频率范围 )之间的声波才能在人类中引起听觉感知。 高于 20 kHz 的声波称为超声波,低于 20 Hz 的声波称为次声波。其他物种有不同的听力范围。下表展现了不同动物的听觉范围,资料来源于。

动物

人类

大象

蝙蝠

蝗虫

鲸鱼

海豹

频率(赫兹)

20

100

40

31

16

16

1,000

100

70

200

20,000

32,000

46,000

40,000

12,000

40,000

150,000

50,000

150,000

55,000

电学

按照电路中电流频率的高低,可以划分为低频电路和高频电路。二者的分析方法有很大的区别。在低频电路(如直流电路)中,由于信号波长远远大于电路的尺寸结构,因此可以把电阻、电容和电感等参量集中在某一个点,这被称为集总参数电路模型。当电流频率足够高(如射频电路)时,集总电路模型不再成立,需要一种新的设计模型,称为分布参数电路模型。