頻率與速度的關係

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介紹

為了瞭解速度和頻率之間的關係，有必要理解波的概念以及波所表現出的特徵。

波可以定義為在攜帶能量的介質中觀察到的擾動。但是，在介質中，粒子的淨運動不存在。這些波以多種形式存在，頻率和速度的方面更好地定義了這些波。

頻率的定義

波可以採取多種形式，例如“彈性變形”的形狀、壓力方面的差異、磁體和電的強度。

此外，波也可以以“電勢”和溫度變化的形式表現出來。然而，透過波，能量正在傳遞，這涉及重複和週期性的運動，並且不支援介質內粒子發生淨運動（Yuan 等人，2019）。

這些描述將波長定義為波內“相同部分”之間的距離。“振幅”一詞是指波從其中性位置發生的最大程度的位移。

頻率定義為在“單位時間”內透過“一點”的波的總數。頻率被稱為波顯示的基本測量值。然而，單位“赫茲 (Hz)”決定了波的頻率（Tlili 等人，2018）。它也可以被認為是確定在“單位時間”內由相關物體在其週期性運動中進行的振動或迴圈次數。在下圖中，頻率用透過特定點並在特定時間內透過的波的淨數表示。

圖 1：頻率

與頻率相關的因素

頻率被認為是支援評估波的特性本質的來源的性質。除此之外，還需要注意許多影響頻率性質的因素。導致頻率發生變化的因素是物體制造材料的特性，因為這會影響與波相關的速度（Brainkart.com，2022）。

但是，材料的長度也是影響頻率的一個因素，因為它會影響相應波形的“波長”。

頻率的型別

在物理學領域，頻率可以分為兩種型別，用於確定可能包括振盪、波和旋轉的幾種型別振動的精確測量。但是，這些傳遞的振動需要在“單位時間”內進行（Qrg.northwestern.edu，2022）。

• 這個迴圈過程的完成分為兩種型別，一種是“高頻”，另一種是“低頻”波。
• “高頻 (HF)”定義為介於“3 到 30 MHz（兆赫茲）”之間的電磁波範圍（Fluke.com，2022）。
• 另一方面，“低頻 (LF) 波”可以定義為那些範圍從“30 到 300 kHz 或（千赫茲）”的波。

圖 2：頻率型別

速度的定義

速度是指一點所經過的總距離，因此，它被表示為物體位置的主要指標。除此之外，速度的概念也決定了快速性的本質（Thoughtco.com，2022）。

簡單來說，就是物體在特定時間內走過的距離。但是，運動需要在特定的方向上進行。

例如，波在特定時間內以適當的速度運動會導致在特定方向上的運動，這可以稱為波的速度（Techtarget.com，2022）。然而，速度的方面定義為以“米每秒”為單位進行測量。因此，我們可以從波的速度中瞭解很多關於波的性質的資訊。

速度的特徵

速度被認為是一個向量量，它提供了波形的幅度和方向的概念（Hioki.com，2022）。

“瞬時速度”由“向量速度”的大小表示，方向與波傳播的方向相同。

速度和頻率之間的關係

速度和頻率的概念之間存在正比關係，這意味著如果頻率的概念增加，則相關波形的速度也會增加（Circuitglobe.com，2022）。

但是，應該記住，上述條件需要波長保持不變。

表示頻率與波速的公式

波的“速度”由頻率乘以波長測量，即“V = f * λ”。但是，如果波長或“λ”保持不變，則如果頻率加倍，速度也會加倍，依此類推。

結論

在本教程中，提供了關於速度和頻率方面的深入瞭解，這對於研究波和振盪的性質非常重要。波也可以進行迴圈運動，因為它們代表重複運動。波的性質由頻率決定，以評估波在特定方向上的運動速度。然而，速度決定了波的強度。

常見問題 (FAQs)

Q1. 速度與波的頻率有什麼關係？

頻率和速度彼此“成正比”，而波長保持不變。

Q2. 如何評估“週期”方面？

透過滿足“速度”和“頻率”之間的關係來評估週期。該公式由“T = 1/f”表示，其中“f”表示頻率，“t”表示“週期”。

Q3. 如何表達波長？

波的“波長”以米為單位測量和表示，米用“m”表示。

參考文獻

期刊

Tlili, S., Gauquelin, E., Li, B., Cardoso, O., Ladoux, B., Delanoë-Ayari, H., & Graner, F. (2018)。集體細胞遷移不增殖：密度決定細胞速度和波速。皇家學會開放科學，5(5)，172421。檢索自：https://royalsocietypublishing.org/doi/abs/10.1098/rsos.172421

Yuan, S., Wang, S., Luo, Y., Wei, W., & Wang, G. (2019)。使用低頻全波形反演結果作為先驗模型進行阻抗反演。地球物理學，84(2)，R149-R164。檢索自：https://library.seg.org

網站

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Circuitglobe.com，(2022)，什麼是頻率？，檢索自：https://circuitglobe.com [檢索於 2022 年 6 月 11 日]

Fluke.com，(2022)，什麼是頻率？，檢索自：https://www.fluke.com [檢索於 2022 年 6 月 11 日]

Hioki.com，(2022)，什麼是頻率定義，檢索自：https://www.hioki.com [檢索於 2022 年 6 月 11 日]

Qrg.northwestern.edu，(2022)，什麼是頻率？，檢索自：https://www.qrg.northwestern.edu [檢索於 2022 年 6 月 11 日]

Techtarget.com，(2022)，電氣，檢索自：https://www.techtarget.com [檢索於 2022 年 6 月 11 日]

Thoughtco.com，(2022)，速度，檢索自：https://www.thoughtco.com [檢索於 2022 年 6 月 11 日]