Taajuus
Frekvenssi on se, kuinka usein tapahtuma toistuu tietyn ajanjakson aikana.
Fysiikassa aallon taajuus on niiden aallonhuippujen lukumäärä, jotka kulkevat pisteen ohi sekunnissa (aallonhuippu on aallon huippu).
Hertz (symboli Hz) on taajuuden yksikkö.
Taajuuden ja aallonpituuden välinen suhde ilmaistaan kaavalla:
f = v / λ {\displaystyle f=v/\lambda } 
jossa v on nopeus ja λ λ \displaystyle \lambda 
(lambda) on aallonpituus. Valoaaltojen taajuuden kaava on f = c / λ {\displaystyle f=c/\lambda }
, jossa c on valon nopeus.
Kaikki sähkömagneettiset aallot kulkevat valon nopeudella tyhjiössä, mutta ne kulkevat hitaammin, kun ne kulkevat väliaineessa, joka ei ole tyhjiö. Muut aallot, kuten ääniaallot, kulkevat paljon pienemmällä nopeudella, eivätkä ne voi kulkea tyhjiössä.
Esimerkkejä sähkömagneettisista aalloista ovat: valoaallot, radioaallot, infrapunasäteily, mikroaallot ja gamma-aallot.
Sinit kolmella eri taajuudella f.
Kun aika kuluu - tässä vaaka-akselilla vasemmalta oikealle - viisi sinimuotoista aaltoa vaihtelevat tai kiertävät säännöllisesti eri nopeuksilla (tai suhteilla). Punaisella aallolla (ylhäällä) on matalin taajuus (eli se kiertää hitaimmin), kun taas violetilla aallolla (alhaalla) on korkein taajuus (se kiertää nopeimmin).
Sähkömagneettisten aaltojen visualisointi
Erilaisilla sähkömagneettisilla aalloilla on erilaiset taajuudet.
Esimerkki
Yksi tapa havainnollistaa tämä on, että kaksi junaa kulkee samaa nopeutta, mutta junan vaunut ovat pienempiä kuin toisen junan. Jos joku valitsisi jonkin liikkumattoman kohteen, kuten opastetolpan, ja laskisi, kuinka monta junan vaunua ohitti opastetolpan sekunnissa kummankin junan osalta, hän tietäisi, kuinka monta vaunua kumpikin juna ohittaa. Opastepylvään ohi kulkevien junavaunujen määrä ja taajuus olisi erilainen, koska junassa, jossa on pienempiä junavaunuja, junavaunuja ohittaa opastepylvään sekunnissa enemmän kuin junassa, jossa on suurempia junavaunuja. Kun tiedetään, kuinka monta vaunua ohittaa opastinpaalun sekunnissa, ja kun tiedetään junan nopeus, voidaan laskea matemaattisesti kunkin junan junavaunun koko.
Jos juna esimerkiksi kulkee 10 mailia sekunnissa ja 10 junavaunua kulkee sekunnissa, jokainen junavaunu on 1 mailin pituinen. Jos toinen juna kulkisi myös 10 mailia sekunnissa ja 20 junavaunua kulkisi sekunnissa, jokainen junavaunu olisi 1/2 mailia pitkä. Tämä esimerkki osoittaa, että kun tiedetään sähkömagneettisen aallon taajuus, saadaan aallonpituus, koska kaikki sähkömagneettiset aallot kulkevat valon nopeudella, joten c = v (lambda), jossa v on taajuus ja lambda on aallonpituus ja c on valon nopeus. Siksi toinen tapa ilmaista taajuus on sanoa, että taajuus on c kertaa lambda.
Kaksi eri junaa kulkee samalla nopeudella.
Kysymyksiä ja vastauksia
Q: Mikä on taajuus?
V: Taajuus on se, kuinka usein tapahtuma toistuu tietyn ajanjakson aikana.
K: Mitä yksikköä käytetään taajuuden mittaamiseen?
V: Hertz (symboli Hz) on taajuuden yksikkö.
K: Mikä kaava ilmaisee taajuuden ja aallonpituuden välisen suhteen?
V: Taajuuden ja aallonpituuden välinen suhde ilmaistaan kaavalla f=v/λ, jossa v on nopeus ja λ (lambda) on aallonpituus.
K: Miten tämä kaava muuttuu valoaalloille?
V: Valoaaltojen taajuuden kaava on f=c/λ, jossa c on valon nopeus.
K: Kuinka nopeasti sähkömagneettiset aallot etenevät tyhjiössä?
V: Kaikki sähkömagneettiset aallot kulkevat tyhjiössä valon nopeudella.
K: Kuinka nopeasti ne kulkevat muissa väliaineissa?
V: Sähkömagneettiset aallot kulkevat hitaammin, kun ne kulkevat väliaineessa, joka ei ole tyhjiö.
K: Onko olemassa esimerkkejä sähkömagneettisista aalloista?
V: Esimerkkejä sähkömagneettisista aalloista ovat valoaallot, radioaallot, infrapunasäteily, mikroaallot ja gammasäteet.
