Συχνότητα
Η συχνότητα είναι το πόσο συχνά επαναλαμβάνεται ένα γεγονός σε ένα καθορισμένο χρονικό διάστημα.
Στη φυσική, η συχνότητα ενός κύματος είναι ο αριθμός των κορυφών του κύματος που περνούν από ένα σημείο σε ένα δευτερόλεπτο (η κορυφή του κύματος είναι η κορυφή του κύματος).
Το Hertz (σύμβολο Hz) είναι η μονάδα της συχνότητας.
Η σχέση μεταξύ συχνότητας και μήκους κύματος εκφράζεται από τον τύπο:
f = v / λ {\displaystyle f=v/\lambda } 
όπου v είναι η ταχύτητα και λ {\displaystyle \lambda } 
(lambda) είναι το μήκος κύματος. Ο τύπος για τη συχνότητα των φωτεινών κυμάτων είναι f = c / λ {\displaystyle f=c/\lambda }
όπου c είναι η ταχύτητα του φωτός.
Όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός στο κενό, αλλά ταξιδεύουν με χαμηλότερες ταχύτητες όταν ταξιδεύουν μέσα σε ένα μέσο που δεν είναι κενό. Άλλα κύματα, όπως τα ηχητικά κύματα, ταξιδεύουν με πολύ μικρότερες ταχύτητες και δεν μπορούν να ταξιδέψουν στο κενό.
Παραδείγματα ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι: τα φωτεινά κύματα, τα ραδιοκύματα, η υπέρυθρη ακτινοβολία, τα μικροκύματα και τα κύματα γάμμα.
Ημίτονα με τρεις διαφορετικές συχνότητες f.
Καθώς περνάει ο χρόνος -εδώ κινείται από αριστερά προς τα δεξιά στον οριζόντιο άξονα- τα πέντε ημιτονοειδή κύματα μεταβάλλονται, ή κυκλώνουν, τακτικά με διαφορετικούς ρυθμούς (ή αναλογίες). Το κόκκινο κύμα (επάνω) έχει τη χαμηλότερη συχνότητα (δηλαδή ανακυκλώνεται με τον πιο αργό ρυθμό), ενώ το μοβ κύμα (κάτω) έχει την υψηλότερη συχνότητα (ανακυκλώνεται με τον ταχύτερο ρυθμό).
Οπτικοποίηση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων
Διαφορετικοί τύποι ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων έχουν διαφορετικές συχνότητες.
Παράδειγμα
Ένας τρόπος για να το απεικονίσετε αυτό είναι να υπάρχουν δύο τρένα που ταξιδεύουν με την ίδια ταχύτητα, αλλά το μέγεθος των βαγονιών είναι μικρότερο στο ένα τρένο από το άλλο. Αν κάποιος διάλεγε κάτι που δεν κινείται, όπως μια πινακίδα, και στη συνέχεια μετρούσε πόσα βαγόνια του τρένου πέρασαν από την πινακίδα σε ένα δευτερόλεπτο για κάθε τρένο, θα γνώριζε τη συχνότητα των βαγονιών που περνούν σε κάθε τρένο. Ο αριθμός και η συχνότητα των βαγονιών του τρένου που περνούν από την πινακίδα θα ήταν διαφορετικές, επειδή το τρένο με τα μικρότερα βαγόνια θα είχε περισσότερα βαγόνια που θα περνούσαν από την πινακίδα σε ένα δευτερόλεπτο από το τρένο με τα μεγαλύτερα βαγόνια. Γνωρίζοντας πόσα βαγόνια περνούν από την πινακίδα σήμανσης σε ένα δευτερόλεπτο και γνωρίζοντας την ταχύτητα του τρένου, θα μπορούσε κανείς να υπολογίσει μαθηματικά το μέγεθος κάθε βαγονιού για κάθε τρένο.
Για παράδειγμα, εάν το τρένο κινείται με ταχύτητα 10 μιλίων ανά δευτερόλεπτο και 10 βαγόνια περνούν σε ένα δευτερόλεπτο, τότε κάθε βαγόνι θα έχει μήκος 1 μίλι. Αν το άλλο τρένο κινούνταν επίσης με 10 μίλια ανά δευτερόλεπτο και περνούσαν 20 βαγόνια σε ένα δευτερόλεπτο, τότε θα γνωρίζαμε ότι κάθε βαγόνι είχε μήκος 1/2 του μιλίου για το τρένο αυτό. Αυτό το παράδειγμα δείχνει ότι γνωρίζοντας τη συχνότητα ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος προκύπτει το μήκος κύματος, αφού όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός, οπότε ισχύει ότι c = v (λάμδα) όπου v είναι η συχνότητα και λάμδα το μήκος κύματος και c η ταχύτητα του φωτός. Επομένως, ένας άλλος τρόπος έκφρασης της συχνότητας είναι να πούμε ότι η συχνότητα είναι c επί λάμδα.
Δύο διαφορετικά τρένα που ταξιδεύουν με την ίδια ταχύτητα
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι η συχνότητα;
A: Η συχνότητα είναι το πόσο συχνά επαναλαμβάνεται ένα γεγονός σε ένα καθορισμένο χρονικό διάστημα.
Ερ: Ποια μονάδα χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της συχνότητας;
Α: Το Hertz (σύμβολο Hz) είναι η μονάδα μέτρησης της συχνότητας.
Ερ: Ποιος τύπος εκφράζει τη σχέση μεταξύ της συχνότητας και του μήκους κύματος;
Α: Η σχέση μεταξύ συχνότητας και μήκους κύματος εκφράζεται από τον τύπο f=v/λ, όπου v είναι η ταχύτητα και λ (λάμδα) είναι το μήκος κύματος.
Ερ: Πώς αλλάζει αυτός ο τύπος για τα φωτεινά κύματα;
Α: Ο τύπος για τη συχνότητα των φωτεινών κυμάτων είναι f=c/λ, όπου c είναι η ταχύτητα του φωτός.
Ερ: Πόσο γρήγορα ταξιδεύουν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα στο κενό;
Α: Όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός στο κενό.
Ερ: Πόσο γρήγορα ταξιδεύουν μέσα σε άλλα μέσα;
Α: Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ταξιδεύουν με μικρότερες ταχύτητες όταν ταξιδεύουν μέσα από ένα μέσο που δεν είναι κενό.
Ερ: Υπάρχουν παραδείγματα ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων;
Α: Παραδείγματα ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι τα φωτεινά κύματα, τα ραδιοκύματα, η υπέρυθρη ακτινοβολία, τα μικροκύματα και οι ακτίνες γάμμα.
