Pogostost je, kako pogosto se dogodek ponavlja v določenem časovnem obdobju.
V fiziki je frekvenca valovanja število valovnih grebenov, ki v eni sekundi preletijo določeno točko (valovni greben je vrh vala).
Hertz (oznaka Hz) je enota za frekvenco.
Razmerje med frekvenco in valovno dolžino je izraženo s formulo:
f = v / λ {\displaystyle f=v/\lambda } 
kjer je v hitrost in λ {\displaystyle \lambda } 
(lambda) je valovna dolžina. Formula za frekvenco svetlobnega valovanja je f = c / λ {\displaystyle f=c/\lambda }, 
kjer je c hitrost svetlobe.
Vsi elektromagnetni valovi v vakuumu potujejo s svetlobno hitrostjo, v mediju, ki ni vakuum, pa potujejo z manjšo hitrostjo. Drugi valovi, kot so zvočni valovi, potujejo z veliko manjšimi hitrostmi in ne morejo potovati skozi vakuum.
Primeri elektromagnetnih valov so: svetlobni valovi, radijski valovi, infrardeče sevanje, mikrovalovi in valovi gama.
Enote in sorodne količine
- Hertz (Hz) je osnovna enota za frekvenco in pomeni en dogodek na sekundo (1 Hz = 1 s⁻¹).
- Periode: čas med dvema zaporednima enakima točkama valovanja se imenuje perioda T. Velja zveza T = 1 / f (enota sekunda).
- Angularna frekvenca: pogosto uporabljena količina je kotna (angularna) frekvenca ω = 2πf (enota rad/s).
- Razmiki: formule je mogoče preurediti tudi v oblikah v = f·λ ali λ = v / f.
Praktični primeri in vrednosti
- Človeško uho zaznava zvoke približno v območju 20 Hz – 20 000 Hz (20 kHz). Npr. nota A4 ima frekvenco 440 Hz (perioda ≈ 2,27 ms).
- Zvok v zraku pri 20 °C se širi približno v ≈ 343 m/s. Zato ima 440 Hz zvok valovno dolžino λ = v / f ≈ 0,78 m.
- FM radijski sprejemniki delujejo v pasu okoli 88–108 MHz (megahertzi).
- Mikrovalovi pogosto delujejo od nekaj 100 MHz do več deset GHz (gigahertzi).
- Svetloba vidnega spektra ima valovne dolžine približno 380–750 nm, kar ustreza frekvencam približno 400–790 THz (terahertzi). Na primer rdeča svetloba z λ = 700 nm ima frekvenco f = c / λ ≈ 4,28·10¹⁴ Hz (uporabite c ≈ 3·10⁸ m/s).
- Fotoni elektromagnetnega valovanja imajo kvantno energijo E = h·f, kjer je h Planckova konstanta (h ≈ 6,626·10⁻³⁴ J·s). To pomeni, da ima višja frekvenca večjo energijo fotonov (npr. gama-foton je bistveno bolj energičen od infrardečega).
Obnašanje ob prehodu med mediji
Ko val (zlasti elektromagnetni ali svetlobni) prehaja iz enega medija v drugega, se njegova hitrost v in valovna dolžina λ spremenita, frekvenca f pa ostane enaka. Zato velja, da na meji med mediji f ostane ohranjena, medtem ko se spreminjata v in λ: v↓, λ↓ ali v↑, λ↑ glede na optične lastnosti medija.
Merjenje frekvence
Frekvenco merimo z različnimi napravami, od enostavnih štoparic in merjenja period pri nizkih frekvencah do specializiranih instrumentov, kot so frekvenčni števec, osciloskop in spektralni analizator. Elektronske naprave pogosto prikazujejo frekvence v Hz, kHz, MHz, GHz itd.
Pomen frekvence
Frekvenca je temeljna lastnost valov in določa veliko vidikov njihovega obnašanja in uporabe: za zvok določa višino (pitch), za svetlobo barvo, pri radijskih komunikacijah pa frekvenčno območje določa aplikacijo (radijski oddajniki, mobilna omrežja, sateliti, mikrovili itd.).
Kratek povzetek
- Frekvenca f = število nihajev na sekundo (enota Hz = s⁻¹).
- Osnovna zveza med frekvenco, hitrostjo in valovno dolžino: f = v / λ (za svetlobo v vakuumu pogosto f = c / λ).
- Perioda T = 1 / f; angularna frekvenca ω = 2πf; energija fotona E = h·f.
- Frekvenca ostane enaka ob prehodu med mediji, medtem ko se hitrost in valovna dolžina spremenita.
