التردد هو حرف في الفيزياء. ما هو تردد التذبذب؟ تحديد التردد والفترة

إحدى خصائص العملية الدورية، تساوي عدد الدورات الكاملة للعملية المنجزة في وحدة زمنية. الرموز القياسية في الصيغ هي أو أو. وحدة التردد في النظام الدولي للوحدات (SI) هي بشكل عام الهرتز ( هرتز, هرتز). ويسمى مقلوب التردد الفترة. يعد التردد، مثل الوقت، واحدًا من أكثر الكميات الفيزيائية التي يتم قياسها بدقة: تصل إلى دقة نسبية تبلغ 10 −17.

تُعرف العمليات الدورية في الطبيعة بترددات تتراوح من ~10 −16 هرتز (تردد ثورة الشمس حول مركز المجرة) إلى ~10 35 هرتز (تردد تذبذبات المجال المميزة للأشعة الكونية عالية الطاقة).

التردد الدوري

معدل الحدث المنفصل

تكرار الأحداث المنفصلة (تردد النبضة) هو كمية فيزيائية تساوي عدد الأحداث المنفصلة التي تحدث في وحدة زمنية. وحدة تكرار الأحداث المنفصلة هي الثانية أس ناقص الأول ( ق -1, ق−1)، ولكن في الممارسة العملية عادة ما يستخدم الهرتز للتعبير عن تردد النبض.

تردد الدوران

تردد الدوران هو كمية فيزيائية تساوي عدد الثورات الكاملة لكل وحدة زمنية. وحدة سرعة الدوران هي الثانية ناقص القوة الأولى ( ق -1, ق−1)، عدد الدورات في الثانية. الوحدات المستخدمة غالبًا هي عدد الدورات في الدقيقة، وعدد الدورات في الساعة، وما إلى ذلك.

كميات أخرى تتعلق بالتردد

الجوانب المترولوجية

قياسات

لقياس التردد، يتم استخدام أنواع مختلفة من أجهزة قياس التردد، بما في ذلك: لقياس تردد النبضات - العد الإلكتروني والمكثف، لتحديد ترددات المكونات الطيفية - أجهزة قياس التردد الرنانة والمتغايرة، وكذلك محللات الطيف.
لإعادة إنتاج التردد بدقة معينة، يتم استخدام مقاييس مختلفة - معايير التردد (دقة عالية)، ومُركبات التردد، ومولدات الإشارة، وما إلى ذلك.
تتم مقارنة الترددات باستخدام مقارن الترددات أو باستخدام راسم الذبذبات باستخدام أنماط ليساجوس.

المعايير

المعيار الأساسي للدولة لوحدات الوقت والتردد والمقياس الزمني الوطني GET 1-98 - الموجود في VNIIFTRI
المعيار الثانوي لوحدة الزمن والتردد VET 1-10-82- يقع في سنيم (نوفوسيبيرسك)

أنظر أيضا

ملحوظات

الأدب

فينك ل.م. الإشارات والتداخل والأخطاء... - م: الراديو والاتصالات، 1984
وحدات الكميات الفيزيائية. Burdun G. D., Bazakutsa V. A. - خاركوف: مدرسة فيشا،
دليل الفيزياء. Yavorsky B. M.، Detlaf A. A. - M.: العلوم،

روابط

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

المرادفات:

انظر ما هو "التردد" في القواميس الأخرى:

تكرار- (1) عدد تكرارات الظاهرة الدورية لكل وحدة زمنية؛ (2) التردد الجانبي للقناة، أكبر أو أقل من التردد الحامل لمولد التردد العالي، ويحدث عندما (انظر)؛ (3) عدد الدورات قيمة تساوي نسبة عدد الدورات... ... موسوعة البوليتكنيك الكبيرة

تردد البلازما الأيونية هو تردد التذبذبات الكهروستاتيكية التي يمكن ملاحظتها في البلازما التي تتجاوز درجة حرارة إلكترونها درجة حرارة الأيونات بشكل ملحوظ؛ ويعتمد هذا التردد على تركيز وشحنة وكتلة أيونات البلازما .... ... مصطلحات الطاقة النووية

التردد، الترددات، الجمع. (خاص) ترددات، ترددات، نساء. (كتاب). 1. وحدات فقط مشتت اسم بشكل متكرر. تواتر الحالات. تردد الإيقاع. زيادة معدل ضربات القلب. التردد الحالي. 2. كمية تعبر عن درجة أو أخرى من الحركة المتكررة... قاموس أوشاكوف التوضيحي

ص؛ الترددات. و. 1. إلى متكرر (رقم واحد). مراقبة وتيرة تكرار الحركات. الجزء المطلوب من زراعة البطاطس. انتبه لمعدل نبضك. 2. عدد تكرارات الحركات المتطابقة والتذبذبات في أي اتجاه. وحدة الزمن. ساعات من دوران العجلة. ح... القاموس الموسوعي

- (التكرار) عدد الفترات في الثانية. التردد هو مقلوب فترة التذبذب. على سبيل المثال إذا كان تردد التيار المتردد f = 50 ذبذبة في الثانية. (50 ن)، ثم الفترة T = 1/50 ثانية. يتم قياس التردد بالهرتز. عند توصيف الإشعاع... ... القاموس البحري

التوافقيات والاهتزاز قاموس المرادفات الروسية. اسم التردد كثافة الكثافة (حول الغطاء النباتي)) قاموس المرادفات الروسية. السياق 5.0 المعلوماتية. 2012… قاموس المرادفات

تكرار- حدوث حدث عشوائي هو النسبة م/ن لعدد مرات حدوث هذا الحدث في تسلسل معين من الاختبارات (حدوثه) إلى إجمالي عدد الاختبارات. يستخدم مصطلح التردد أيضًا ليعني الحدوث. في كتاب قديم...... قاموس الإحصاءات الاجتماعية

تعريف

تكرارهي معلمة فيزيائية تستخدم لوصف العمليات الدورية. التردد يساوي عدد التكرارات أو تكرارات الأحداث لكل وحدة زمنية.

في أغلب الأحيان في الفيزياء، يُشار إلى التردد بالحرف $\nu ,$ وفي بعض الأحيان يتم العثور على تسميات تردد أخرى، على سبيل المثال $f$ أو $F$.

التردد (مع الوقت) هو الكمية الأكثر دقة التي يتم قياسها.

صيغة تردد الاهتزاز

يستخدم التردد لتوصيف الاهتزازات. في هذه الحالة، يكون التردد كمية فيزيائية متبادلة مع فترة التذبذب $(T).$

\[\nu =\frac(1)(T)\left(1\right).\]

التردد، في هذه الحالة، هو عدد التذبذبات الكاملة ($N$) التي تحدث لكل وحدة زمنية:

\[\nu =\frac(N)(\Delta t)\left(2\right),\]

حيث $\Delta t$ هو الوقت الذي تحدث فيه تذبذبات $N$.

وحدة التردد في النظام الدولي للوحدات (SI) هي هرتز أو ثانية متبادلة:

\[\left[\nu \right]=с^(-1)=هرتز.\]

الهرتز هو وحدة قياس تردد العملية الدورية، حيث تحدث دورة عملية واحدة في زمن يساوي ثانية واحدة. حصلت وحدة قياس وتيرة العملية الدورية على اسمها تكريما للعالم الألماني ج.هيرتز.

تردد النبضات التي تنشأ عند إضافة ذبذبتين تحدثان على طول خط مستقيم واحد بترددات مختلفة ولكن متشابهة ($(\nu )_1\ و\(\nu )_2$) يساوي:

\[(\nu =\nu )_1-\ (\nu )_2\left(3\right).\]

الكمية الأخرى التي تميز العملية التذبذبية هي التردد الدوري ($(\omega )_0$)، المرتبط بالتردد على النحو التالي:

\[(\omega )_0=2\pi \nu \left(4\right).\]

يتم قياس التردد الدوري بالراديان مقسمًا على الثانية:

\[\left[(\omega )_0\right]=\frac(rad)(s).\]

تردد اهتزاز جسم كتلته $\ m,$ معلق على نابض بمعامل مرونة $k$ يساوي:

\[\nu =\frac(1)(2\pi \sqrt((m)/(k)))\left(5\right).\]

الصيغة (4) صحيحة بالنسبة للاهتزازات المرنة والصغيرة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون كتلة الزنبرك صغيرة مقارنة بكتلة الجسم المتصل بهذا الزنبرك.

بالنسبة للبندول الرياضي، يتم حساب تردد التذبذب على النحو التالي: طول الخيط:

\[\nu =\frac(1)(2\pi \sqrt((l)/(g)))\left(6\right),\]

حيث $g$ هو تسارع السقوط الحر؛ $\l$ هو طول الخيط (طول التعليق) للبندول.

البندول الفيزيائي يهتز بالتردد:

\[\nu =\frac(1)(2\pi \sqrt((J)/(mgd)))\left(7\right),\]

حيث $J$ هي لحظة القصور الذاتي لجسم يهتز حول المحور؛ $d$ هي المسافة من مركز كتلة البندول إلى محور التذبذب.

الصيغ (4) - (6) تقريبية. كلما كانت سعة التذبذبات أصغر، كلما كانت قيمة تردد التذبذب المحسوبة بمساعدتها أكثر دقة.

صيغ لحساب تكرار الأحداث المنفصلة وسرعة الدوران

التذبذبات المنفصلة ($n$) - تسمى كمية مادية تساوي عدد الإجراءات (الأحداث) لكل وحدة زمنية. إذا كان الوقت الذي يستغرقه حدث واحد يُشار إليه بالرمز $\tau $، فإن تكرار الأحداث المنفصلة يساوي:

وحدة قياس تردد الحدث المنفصل هي الثانية المتبادلة:

\[\left=\frac(1)(с).\]

الثانية أس ناقص الأس الأول تساوي تكرار الأحداث المنفصلة إذا وقع حدث واحد في وقت يساوي ثانية واحدة.

تردد الدوران ($n$) هو قيمة تساوي عدد الثورات الكاملة التي يقوم بها الجسم لكل وحدة زمنية. إذا كان $\tau$ هو الوقت المستغرق في دورة واحدة كاملة، فإن:

أمثلة على المشاكل مع الحلول

مثال 1

يمارس.أجرى النظام التذبذبي 600 ذبذبة في وقت يساوي دقيقة واحدة ($\Delta t=1\min$). ما هو تردد هذه الاهتزازات؟

حل.لحل المشكلة سنستخدم تعريف تردد التذبذب: التردد في هذه الحالة هو عدد الاهتزازات الكاملة التي تحدث في وحدة الزمن.

\[\nu =\frac(N)(\Delta t)\left(1.1\right).\]

قبل الانتقال إلى الحسابات، دعونا نحول الوقت إلى وحدات النظام الدولي للوحدات: $\Delta t=1\ min=60\ s$. دعونا نحسب التردد:

\[\nu =\frac(600)(60)=10\ \left(هرتز\يمين).\]

إجابة.$\nu = 10 هرتز$

مثال 2

يمارس.يوضح الشكل 1 رسمًا بيانيًا للتذبذبات لمعلمة معينة $\xi \ (t)$. ما هو سعة وتكرار التذبذبات لهذه القيمة؟

حل.يتضح من الشكل 1 أن سعة القيمة $\xi \ \left(t\right)=(\xi )_(max)=5\ (m)$. ومن الرسم البياني نجد أن اهتزازة واحدة كاملة تحدث في زمن يساوي 2 ثانية، وبالتالي فإن فترة التذبذب تساوي:

التردد هو مقلوب فترة التذبذب ويعني:

\[\nu =\frac(1)(T)=0.5\ \left(هرتز\يمين).\]

إجابة. 1) $(\xi )_(الحد الأقصى)=5\ (م)$. 2) $\nu =0.5$ هرتز

الوقت الذي يحدث فيه تغيير كامل في القوة الدافعة الكهربية، أي دورة واحدة من التذبذب أو دورة كاملة لمتجه نصف القطر، يسمى فترة تذبذب التيار المتردد(الصورة 1).

الصورة 1. فترة وسعة التذبذب الجيبي. الفترة هي زمن تذبذب واحد؛ السعة هي أكبر قيمة لحظية لها.

يتم التعبير عن الفترة بالثواني ويشار إليها بالحرف ت.

تُستخدم أيضًا وحدات أصغر لقياس الفترة: المللي ثانية (مللي ثانية) - جزء من الألف من الثانية والميكروثانية (μs) - جزء من المليون من الثانية.

1 مللي ثانية = 0.001 ثانية = 10 -3 ثانية.

1 ميكروثانية = 0.001 مللي ثانية = 0.000001 ثانية = 10 -6 ثانية.

1000 ميكروثانية = 1 مللي ثانية.

يُطلق على عدد التغييرات الكاملة في القوة الدافعة الكهربية أو عدد دورات ناقل نصف القطر، أي، بمعنى آخر، عدد الدورات الكاملة للتذبذبات التي يؤديها التيار المتردد خلال ثانية واحدة تردد تذبذب التيار المتردد.

يشار إلى التردد بالحرف F ويتم التعبير عنها بدورات في الثانية أو بالهرتز.

ألف هرتز يسمى كيلو هرتز (كيلو هرتز)، ومليون هرتز يسمى ميجا هرتز (MHz). وهناك أيضًا وحدة جيجاهيرتز (GHZ) تساوي ألف ميجاهيرتز.

1000 هرتز = 10 3 هرتز = 1 كيلو هرتز؛

1000000 هرتز = 10 6 هرتز = 1000 كيلو هرتز = 1 ميجا هرتز؛

1000000000 هرتز = 10 9 هرتز = 1000000 كيلو هرتز = 1000 ميجا هرتز = 1 جيجا هرتز؛

كلما زادت سرعة تغير المجال الكهرومغناطيسي، أي كلما زادت سرعة دوران ناقل نصف القطر، كلما قصرت فترة التذبذب، وكلما زاد دوران ناقل نصف القطر، زاد التردد. وبالتالي، فإن تردد وفترة التيار المتردد هي كميات متناسبة عكسيا مع بعضها البعض. أكبر واحد منهم، أصغر الآخر.

يتم التعبير عن العلاقة الرياضية بين الفترة وتردد التيار المتردد والجهد من خلال الصيغ

على سبيل المثال، إذا كان تردد التيار 50 هرتز، فإن الدورة ستكون مساوية:

T = 1/f = 1/50 = 0.02 ثانية.

وبالعكس، إذا علم أن فترة التيار هي 0.02 ثانية (T = 0.02 ثانية)، فإن التردد سيكون مساوياً:

و = 1/T=1/0.02 = 100/2 = 50 هرتز

تردد التيار المتردد المستخدم في الإضاءة والأغراض الصناعية هو بالضبط 50 هرتز.

تسمى الترددات بين 20 و 20000 هرتز بالترددات الصوتية. تتقلب التيارات في هوائيات محطات الراديو بترددات تصل إلى 1.500.000.000 هرتز أو، بمعنى آخر، ما يصل إلى 1500 ميجا هرتز أو 1.5 جيجا هرتز. تسمى هذه الترددات العالية ترددات الراديو أو الاهتزازات عالية التردد.

وأخيرًا، تتقلب التيارات في هوائيات محطات الرادار ومحطات الاتصالات عبر الأقمار الصناعية والأنظمة الخاصة الأخرى (على سبيل المثال، GLANASS وGPS) بترددات تصل إلى 40000 ميجا هرتز (40 جيجا هرتز) وما فوق.

السعة الحالية للتيار المتردد

تسمى أكبر قيمة يصل إليها القوة الدافعة الكهربية أو التيار في فترة واحدة سعة emf أو التيار المتردد. من السهل ملاحظة أن السعة على المقياس تساوي طول ناقل نصف القطر. يتم تحديد سعة التيار والمجال الكهرومغناطيسي والجهد بأحرف على التوالي ايم، م وأم (الصورة 1).

التردد الزاوي (الدوري) للتيار المتردد.

تسمى سرعة دوران ناقل نصف القطر، أي التغير في زاوية الدوران خلال ثانية واحدة، بالتردد الزاوي (الدوري) للتيار المتردد ويشار إليه بالحرف اليوناني ? (أوميغا). عادة ما يتم قياس زاوية دوران ناقل نصف القطر في أي لحظة بالنسبة لموضعه الأولي ليس بالدرجات، ولكن بوحدات خاصة - راديان.

الراديان هو القيمة الزاوية لقوس الدائرة، الذي يساوي طوله نصف قطر هذه الدائرة (الشكل 2). الدائرة بأكملها التي تشكل 360 درجة تساوي 6.28 راديان، أي 2.

الشكل 2.

1راد = 360°/2

وبالتالي فإن نهاية متجه نصف القطر تغطي مسارًا يساوي 6.28 راديان خلال فترة واحدة (2). لأنه خلال ثانية واحدة يقوم ناقل نصف القطر بإجراء عدد من الثورات مساوية لتردد التيار المتردد F، ثم في ثانية واحدة تغطي نهايته مسارًا يساوي 6.28*وراديان. هذا التعبير الذي يميز سرعة دوران ناقل نصف القطر سيكون التردد الزاوي للتيار المتردد -؟ .

؟ = 6.28*و = 2و

تسمى زاوية دوران متجه نصف القطر في أي لحظة بالنسبة إلى موضعه الأولي مرحلة التيار المتردد. تميز الطور حجم المجال الكهرومغناطيسي (أو التيار) في لحظة معينة أو، كما يقولون، القيمة اللحظية للمجال الكهرومغناطيسي واتجاهه في الدائرة واتجاه تغيره؛ تشير المرحلة إلى ما إذا كان emf يتناقص أم يتزايد.

الشكل 3.

الدوران الكامل لمتجه نصف القطر هو 360 درجة. مع بداية ثورة جديدة لمتجه نصف القطر، يتغير المجال الكهرومغناطيسي بنفس الترتيب الذي كان عليه أثناء الثورة الأولى. وبالتالي، سيتم تكرار جميع مراحل المجال الكهرومغناطيسي بنفس الترتيب. على سبيل المثال، فإن طور المجال الكهرومغناطيسي عندما يتم تدوير ناقل نصف القطر بزاوية 370 درجة سيكون هو نفسه عندما يتم تدويره بمقدار 10 درجات. في كلتا الحالتين، يحتل ناقل نصف القطر نفس الموضع، وبالتالي فإن القيم اللحظية للقوة الدافعة الكهربية ستكون هي نفسها في الطور في كلتا الحالتين.

التردد الدوري

معدل الحدث المنفصل

تردد الدوران

كميات أخرى تتعلق بالتردد

الجوانب المترولوجية

قياسات

لقياس التردد، يتم استخدام أنواع مختلفة من أجهزة قياس التردد، بما في ذلك: لقياس تردد النبضات - العد الإلكتروني والمكثف، لتحديد ترددات المكونات الطيفية - أجهزة قياس التردد الرنانة والمتغايرة، وكذلك محللات الطيف.
لإعادة إنتاج التردد بدقة معينة، يتم استخدام مقاييس مختلفة - معايير التردد (دقة عالية)، ومُركبات التردد، ومولدات الإشارة، وما إلى ذلك.
تتم مقارنة الترددات باستخدام مقارن الترددات أو باستخدام راسم الذبذبات باستخدام أنماط ليساجوس.

المعايير

المعيار الأساسي للدولة لوحدات الوقت والتردد والمقياس الزمني الوطني GET 1-98 - الموجود في VNIIFTRI
المعيار الثانوي لوحدة الزمن والتردد VET 1-10-82- يقع في سنيم (نوفوسيبيرسك)

أنظر أيضا

ملحوظات

الأدب

فينك ل.م. الإشارات والتداخل والأخطاء... - م: الراديو والاتصالات، 1984
وحدات الكميات الفيزيائية. Burdun G. D., Bazakutsa V. A. - خاركوف: مدرسة فيشا،
دليل الفيزياء. Yavorsky B. M.، Detlaf A. A. - M.: العلوم،

روابط

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

المرادفات:

تفويض
الفيزياء الكيميائية

انظر ما هو "التردد" في القواميس الأخرى:

تكرار- تردد البلازما الأيونية - تردد التذبذبات الكهروستاتيكية التي يمكن ملاحظتها في البلازما التي تتجاوز درجة حرارة إلكترونها درجة حرارة الأيونات بشكل ملحوظ؛ ويعتمد هذا التردد على تركيز وشحنة وكتلة أيونات البلازما .... ... مصطلحات الطاقة النووية

تكرار- التردد، الترددات، الجمع. (خاص) ترددات، ترددات، نساء. (كتاب). 1. وحدات فقط مشتت اسم بشكل متكرر. تواتر الحالات. تردد الإيقاع. زيادة معدل ضربات القلب. التردد الحالي. 2. كمية تعبر عن درجة أو أخرى من الحركة المتكررة... قاموس أوشاكوف التوضيحي

تكرار- س؛ الترددات. و. 1. إلى متكرر (رقم واحد). مراقبة وتيرة تكرار الحركات. الجزء المطلوب من زراعة البطاطس. انتبه لمعدل نبضك. 2. عدد تكرارات الحركات المتطابقة والتذبذبات في أي اتجاه. وحدة الزمن. ساعات من دوران العجلة. ح... القاموس الموسوعي

تكرار- (التكرار) عدد الفترات في الثانية. التردد هو مقلوب فترة التذبذب. على سبيل المثال إذا كان تردد التيار المتردد f = 50 ذبذبة في الثانية. (50 ن)، ثم الفترة T = 1/50 ثانية. يتم قياس التردد بالهرتز. عند توصيف الإشعاع... ... القاموس البحري

تكرار- قاموس الاهتزاز التوافقي للمرادفات الروسية. اسم التردد كثافة الكثافة (حول الغطاء النباتي)) قاموس المرادفات الروسية. السياق 5.0 المعلوماتية. 2012… قاموس المرادفات

(خط العرض. السعة- الحجم) هو أكبر انحراف لجسم مهتز عن موضع توازنه.

بالنسبة للبندول، هذه هي المسافة القصوى التي تتحركها الكرة بعيدًا عن موضع توازنها (الشكل أدناه). بالنسبة للتذبذبات ذات السعات الصغيرة، يمكن اعتبار هذه المسافة بمثابة طول القوس 01 أو 02، وأطوال هذه الأجزاء.

يتم قياس سعة التذبذبات بوحدات الطول - الأمتار، السنتيمترات، وما إلى ذلك. في الرسم البياني للتذبذبات، يتم تعريف السعة على أنها الحد الأقصى (المعياري) للإحداثيات الجيبية (انظر الشكل أدناه).

فترة التذبذب.

فترة التذبذب- هذه هي أقصر فترة زمنية يعود خلالها النظام المتذبذب مرة أخرى إلى نفس الحالة التي كان عليها في اللحظة الأولى من الزمن، والتي تم اختيارها بشكل تعسفي.

وبعبارة أخرى، فترة التذبذب ( ت) هو الوقت الذي يحدث فيه تذبذب كامل. على سبيل المثال، في الشكل أدناه، هذا هو الوقت الذي يستغرقه البندول للانتقال من أقصى نقطة إلى اليمين عبر نقطة التوازن عنإلى أقصى نقطة اليسار والعودة من خلال هذه النقطة عنمرة أخرى إلى أقصى اليمين.

وعلى مدى فترة كاملة من التذبذب، يتحرك الجسم في مسار يساوي أربعة اتساع. يتم قياس فترة التذبذب بوحدات زمنية - الثواني والدقائق وما إلى ذلك. ويمكن تحديد فترة التذبذب من خلال رسم بياني معروف للتذبذبات (انظر الشكل أدناه).

إن مفهوم "فترة التذبذب"، بالمعنى الدقيق للكلمة، يكون صالحًا فقط عندما تتكرر قيم الكمية المتذبذبة تمامًا بعد فترة زمنية معينة، أي للتذبذبات التوافقية. ومع ذلك، ينطبق هذا المفهوم أيضًا على حالات الكميات المتكررة تقريبًا، على سبيل المثال تذبذبات مثبطة.

تردد التذبذب.

تردد التذبذب- هذا هو عدد التذبذبات التي يتم إجراؤها لكل وحدة زمنية، على سبيل المثال، في 1 ثانية.

تم تسمية وحدة التردد SI هيرتز(هرتز) تكريما للفيزيائي الألماني ج.هيرتز (1857-1894). إذا كان تردد التذبذب ( الخامس) مساوي ل 1 هرتزوهذا يعني أن كل ثانية هناك تذبذب واحد. يرتبط تكرار وفترة التذبذبات بالعلاقات:

في نظرية التذبذبات يستخدمون هذا المفهوم أيضًا دورية، أو تردد دائري ω . ويرتبط بالتردد الطبيعي الخامسوفترة التذبذب تالنسب:

التردد الدوريهو عدد التذبذبات التي يتم إجراؤها لكل 2πثواني