ความถี่

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

ความถี่ (อังกฤษ: frequency) คือจำนวนการเกิดเหตุการณ์ซ้ำในหนึ่งหน่วยของเวลา[1] ความถี่อาจเรียกว่า ความถี่เชิงเวลา (temporal frequency) หมายถึงแสดงให้เห็นว่าต่างจากความถี่เชิงพื้นที่ (spatial) และความถี่เชิงมุม (angular) คาบคือระยะเวลาของหนึ่งวงจรในเหตุการณ์ที่เกิดซ้ำ ดังนั้นคาบจึงเป็นส่วนกลับของความถี่[2] ตัวอย่างเช่น ถ้าหัวใจของทารกเกิดใหม่เต้นที่ความถี่ 120 ครั้งต่อนาที คาบ (ช่วงเวลาระหว่างจังหวะหัวใจ) คือครึ่งวินาที (นั่นคือ 60 วินาทีหารจาก 120 จังหวะ) ความถี่เป็นตัวแปรสำคัญในวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม สำหรับระบุอัตราของปรากฏการณ์การแกว่งและการสั่น เช่น การสั่นของเครื่องจักร โสตสัญญาณ (เสียง) คลื่นวิทยุ และแสง

นิยาม[แก้]

ในกระบวนการของวงจร เช่น การหมุน การแกว่ง หรือคลื่น ความถี่นิยามโดยจำนวนวงจรต่อหน่วยเวลา ในหลักการของฟิสิกส์และวิศวกรรมศาสตร์ เช่น ทัศนศาสตร์ สวนศาสตร์ วิทยุ ความถี่มักแทนด้วยตัวอักษรละติน f หรือตัวอักษรกรีก "" หรือ ν (นิว)

ความสัมพันธ์ระหว่างความถี่กับคาบของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นซ้ำหรือการแกว่ง กำหนดให้

หน่วย[แก้]

หน่วยอนุพันธ์เอสไอ ของความถี่คือเฮิรตซ์ (hertz) ตั้งจากนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ ไฮน์ริช เฮิรตซ์ ความถี่หนึ่งเฮิรตซ์หมายถึงเหตุการณ์เกิดหนึ่งครั้งต่อวินาที ชื่อหน่วยเดิมคือ วงจรต่อวินาที (cycles per second, cps) หน่วยเอสไอของคาบคือวินาที

หน่วยวัดดั้งเดิมที่ใช้กับอุปกรณ์เครื่องกลคือ รอบต่อนาที (revolutions per minute) ย่อว่า r/min หรือ rpm หน่วย 60 rpm เท่ากับหนึ่งเฮิรตซ์[3]

ความถี่ของคลื่น[แก้]

สำหรับคลื่นเสียง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (เช่นคลื่นวิทยุหรือแสง) สัญญาณไฟฟ้า หรือคลื่นอื่นๆ ความถี่ในหน่วยเฮิรตซ์ของคลื่นนั้นคือจำนวนรอบที่คลื่นนั้นซำรอยเดิมในหนึ่งวินาที สำหรับคลื่นเสียง ความถี่คือปริมาณที่บ่งบอกความทุ้มแหลม

ความถี่ของคลื่นมีความสัมพันธ์กับความยาวคลื่น กล่าวคือความถี่ f มีค่าเท่ากับความเร็ว v ของคลื่นยาวด้วยความยาวคลื่น λ (lambda) :

ในกรณีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เดินทางในสุญญากาศ ความเร็วด้านบนก็คือความเร็วแสง และสมการด้านบนก็เขียนใหม่ได้เป็น:

หมายเหตุ: เมื่อคลื่นเดินทางจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง ความถี่ของคลื่นจะยังคงที่อยู่ ในขณะที่ความยาวคลื่นและความเร็วเปลี่ยนไปตามตัวกลาง

ความถี่รอบตัวเรา[แก้]

โดยทั่วไปเราสามารถแบ่งได้ดังนี้

3000-300 300-30 30-3 ความถี่
รังสีเอกซ์ รังสีเอกซ์ อุลตราไวโอเล็ต (UV) PHz
แสงที่มองเห็นได้ อินฟราเรด (IR) อินฟราเรด (IR) THz
คลื่น Sub millimeter EHF SHF GHz
UHF VHF HF MHz
MF LF VLF kHz
เสียง ไฟฟ้ากระแสสลับ - Hz
  • ความถี่มาตรฐานของโน้ตตัว A (ลา) นั้นถูกกำหนดไว้ที่ 440 เฮิรตซ์ ซึ่งเท่ากับ 440 รอบต่อวินาที และเป็นความถี่ที่วงออเคสตราใช้เป็นหลักในการตั้งเสียง
  • เด็กทารกสามารถได้ยินเสียงที่มีความถี่สูงสุดประมาณ 20,000 เฮิรตซ์ แต่ผู้ใหญ่ไม่สามารถได้ยินเสียงที่ความถี่นี้ได้
  • ในทวีปยุโรป ความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับคือ 50 เฮิรตซ์ (ใกล้เคียงกับโน้ตตัว G) ที่ความต่างศักย์ 230 โวลต์
  • ในทวีปอเมริกาเหนือ ความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับคือ 60 เฮิรตซ์ (ใกล้เคียงกับโน้ตตัว B แฟลต) 117 โวลต์

ดูเพิ่ม[แก้]

อ้างอิง[แก้]

  1. "Definition of FREQUENCY". http://www.merriam-webster.com/dictionary/frequency. เรียกข้อมูลเมื่อ 3 October 2016. 
  2. "Definition of PERIOD". http://www.merriam-webster.com/dictionary/period. เรียกข้อมูลเมื่อ 3 October 2016. 
  3. Davies, A. (1997). Handbook of Condition Monitoring: Techniques and Methodology. New York: Springer. ISBN 978-0-412-61320-3.