Частота света в чем измеряется

Частота света в чем измеряется

Вы здесь

После ввода Максвеллом понятия электромагнитного излучения, все непонятные явления происходящие со светом были научно обоснованы. Ученые теперь могут развивать полную рабочую модель света с использованием терминов и понятий, таких как длина волны и частота, на основе структуры и функции волн. Согласно этой модели, световые волны бывают разных размеров. Размер волны измеряется как длина волны, то есть расстояние между любыми двумя соответствующими точками последовательных волн, как правило, от пика до пика или впадины до выступа. Длина видимых волн света располагается в диапазоне от 400 до 700 нанометров (или миллиардных долей метра). Полный спектр длин волн включенных в определение электромагнитного излучения простирается от 0,1 нм (как в гамма-лучах), или в сантиметрах и метрах (как в радиоволнах).

Световые волны также бывают разной частоты. Частота — количество волн, которые распространяются в пространстве в любой промежуток времени, обычно за одну секунду. Мы оцениваем частоту света в единицах циклов волн в секунду, или герцах. Частота видимого света, называется цветом, и составляет от 430 триллионов герц (красный цвет), до 750 триллионов герц (фиолетовый цвет). Опять же, полный диапазон частот простирается за пределы видимой части света, с менее чем 3 миллиардов герц (в радио волнах), и более 3 миллиардов миллиардов герц (3 х 1019) (гамма-лучи).

Количество энергии в световой волне пропорционально связано с его частотой: Высокая частота света имеет высокую энергию, низкая частота света имеет низкую энергию. Таким образом, гамма-лучи имеют больше всего энергии (что делает их столь опасными для человека), и радиоволны имеют небольшую энергию. Из видимого света, фиолетовый цвет имеет больше энергии, чем красный. Весь спектр частот и энергий, как показано в прилагаемом рисунке, известный в физике как электромагнитный спектр. Обратите внимание, что цифры на рисунке не в масштабе, и что видимый свет занимает всего лишь одну тысячную процента спектра.

Эйнштейн также работал над световой теорией, он считал, что скорость света – постоянная величина. Его работы в начале 20 века воскресили старую идею о том, что свет, возможно, всего лишь частица.

Световые волны пребывают в непрерывном движении, они бывают различных размеров, частоты и энергии.

Периодический сигнал характеризуется мгновенной частотой, являющейся скоростью изменения фазы, но тот же сигнал можно представить в виде суммы гармонических спектральных составляющих, имеющих свои (постоянные) частоты. Свойства мгновенной частоты и частоты спектральной составляющей различны, подробнее об этом можно прочитать, например, в книге Финка «Сигналы, помехи, ошибки» [2] .

Читайте также:  Как эффективно мыть окна

Циклическая частота

В теории электромагнетизма, теоретической физике, а также в некоторых прикладных электрорадиотехнических расчётах удобно использовать дополнительную величину — циклическую (круговую, радиальную, угловую) частоту (обозначается ). Циклическая частота связана с частотой колебаний соотношением . В математическом смысле циклическая частота — это первая производная полной фазы колебаний по времени. Единица циклической частоты — радиан в секунду (рад/с, rad/s) .

Численно циклическая частота равна числу циклов (колебаний, оборотов) за 2 π секунд. Введение циклической частоты (в её основной размерности — радианах в секунду) позволяет упростить многие формулы в теоретической физике и электронике. Так, резонансная циклическая частота колебательного LC -контура равна тогда как обычная резонансная частота В то же время ряд других формул усложняется. Решающим соображением в пользу циклической частоты стало то, что множители 2 π и 1/(2 π ), появляющиеся во многих формулах при использовании радианов для измерения углов и фаз, исчезают при введении циклической частоты.

В механике при рассмотрении вращательного движения аналогом циклической частоты служит угловая скорость.

Частота дискретных событий

Частота дискретных событий (частота импульсов) — физическая величина, равная числу дискретных событий, происходящих за единицу времени. Единица частоты дискретных событий секунда в минус первой степени (с −1 , s −1 ), однако на практике для выражения частоты импульсов обычно используют герц.

Частота вращения

Частота вращения — это физическая величина, равная числу полных оборотов за единицу времени. Единица частоты вращения — секунда в минус первой степени (с −1 , s −1 ), оборот в секунду. Часто используются такие единицы, как оборот в минуту, оборот в час и т. д.

Другие величины, связанные с частотой

  • Ширина полосы частот
  • Частотный интервал
  • Девиация частоты
  • Период
  • Длина волны
  • Угловая скорость (скорость вращения) —

Метрологические аспекты

Измерения

  • Для измерения частоты применяются частотомеры разных видов, в том числе: для измерения частоты импульсов — электронно-счётные и конденсаторные, для определения частот спектральных составляющих — резонансные и гетеродинные частотомеры, а также анализаторы спектра.
  • Для воспроизведения частоты с заданной точностью используют различные меры — стандарты частоты (высокая точность), синтезаторы частот, генераторы сигналов и др.
  • Сравнивают частоты компаратором частоты или с помощью осциллографа по фигурам Лиссажу.
Читайте также:  Обить дом сайдингом цена

Эталоны

  • Государственный первичный эталон единиц времени, частоты и национальной шкалы времени ГЭТ 1-98 — находится во ВНИИФТРИ
  • Вторичный эталон единицы времени и частоты ВЭТ 1-10-82 — находится в СНИИМ (Новосибирск)

См. также

Примечания

  1. Поставлен новый рекорд точности атомных часов. Membrana (5 февраля 2010). Архивировано из первоисточника 9 февраля 2012.Проверено 4 марта 2011.
  2. Финк Л. М. Сигналы, помехи, ошибки… Заметки о некоторых неожиданностях, парадоксах и заблуждениях в теории связи. — М.: Радио и связь, 1978, 1984.

Литература

  • Финк Л. М. Сигналы, помехи, ошибки… — М.: Радио и связь, 1984
  • Единицы физических величин. Бурдун Г. Д., Базакуца В. А. — Харьков: Вища школа, 1984
  • Справочник по физике. Яворский Б. М., Детлаф А. А. — М.: Наука, 1981

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Частота" в других словарях:

ЧАСТОТА — (1) количество повторений периодического явления за единицу времени; (2) Ч. боковая частота, большая или меньшая несущей частоты высокочастотного генератора, возникающая при (см.); (3) Ч. вращения величина, равная отношению числа оборотов… … Большая политехническая энциклопедия

Частота — ионная плазменная частота – частота электростатических колебаний, которые можно наблюдать в плазме, электронная температура которой значительно превышает температуру ионов; эта частота зависит от концентрации, заряда и массы ионов плазмы.… … Термины атомной энергетики

ЧАСТОТА — ЧАСТОТА, частоты, мн. (спец.) частоты, частот, жен. (книжн.). 1. только ед. отвлеч. сущ. к частый. Частота случаев. Частота ритма. Повышение частоты пульса. Частота тока. 2. Величина, выражающая ту или иную степень какого нибудь частого движения … Толковый словарь Ушакова

частота — ы; частоты; ж. 1. к Частый (1 зн.). Следить за частотой повторения ходов. Необходимая ч. посадки картофеля. Обратить внимание на частоту пульса. 2. Число повторений одинаковых движений, колебаний в какую л. единицу времени. Ч. вращения колеса. Ч … Энциклопедический словарь

ЧАСТОТА — (Frequency) число периодов в одну секунду. Частота величина, обратная периоду колебаний; напр. если частота переменного тока f = 50 колебаниям в сек. (50 Н), то период Т = 1/50 сек. Частота измеряется в герцах. При характеристике излучения… … Морской словарь

частота — гармоника, колебание Словарь русских синонимов. частота сущ. • густота • плотность (о растительности)) Словарь русских синонимов. Контекст 5.0 Информатик. 2012 … Словарь синонимов

Читайте также:  Как почистить кожаную куртку от пота

частота — появления случайного события – это отношение m/n числа m появлений этого события в данной последовательности испытаний (его встречаемость) к общему числу n испытаний. Термин частота используется также в значении встречаемость. В старинной книжке… … Словарь социологической статистики

Частота — колебаний, количество полных периодов (циклов) колебательного процесса, протекающих в единицу времени. Единицей частоты является герц (Гц), соответствующий одному полному циклу в 1 с. Частота f=1/T, где T период колебаний, однако часто… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ЧАСТОТА — ЧАСТОТА, показатель, выражающий собой число повторений или возникновения событий (процессов). В статистике частота это цифра, показывающая, сколько раз за какой то период происходило некоторое событие, проявлялось определенное свойство объекта… … Научно-технический энциклопедический словарь

ЧАСТОТА — ЧАСТОТА, ы, мн. оты, от, жен. 1. см. частый. 1. Величина, выражающая число повторений чего н. в единицу времени (спец.). Ч. электромагнитных волн. Ч. колебаний маятника. | прил. частотный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю.… … Толковый словарь Ожегова

частота — Величина, обратная периоду электрического тока. Примечание — Аналогично определяют частоты электрического напряжения, электродвижущей силы, магнитного потока и т. д. [ГОСТ Р 52002 2003] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы… … Справочник технического переводчика

Электромагнитная волна характеризуется одним главным параметром — числом гребней, которые за секунду проходят мимо наблюдателя (или поступают в детектор). Эту величину называют частотой излучения ν. Поскольку для всех электромагнитных волн скорость в вакууме (с) одинакова, по частоте легко определить длину волны λ:

Мы просто делим путь, пройденный светом за секунду, на число колебаний за то же время и получаем длину одного колебания. Длина волны — очень важный параметр, поскольку она определяет пограничный масштаб: на расстояниях заметно больше длины волны излучение подчиняется законам геометрической оптики, его можно описывать как распространение лучей. На меньших расстояниях совершенно необходимо учитывать волновую природу света, его способность обтекать препятствия, невозможность точно локализовать положение луча и т. п.

Из этих соображений, в частности, следует, что невозможно получить изображение объектов, если их размер порядка или меньше длины волны излучения, на которой ведется наблюдение. Это, в частности, ставит предел возможностям микроскопов. В видимом свете невозможно рассмотреть объекты размером менее полмикрона; соответственно, увеличение больше чем 1-2 тысячи раз для оптического микроскопа лишено смысла.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector