2014年化工工程師《理論力學(xué)》知識點(diǎn)精選:頻率

　　中文名稱：頻率

　　英文名稱：frequency

　　定義1：周期的倒數(shù)。

　　定義2：交變信號在單位時間內(nèi)的重復(fù)次數(shù)。頻率的基本單位是赫茲，符號hz，表示每秒一個完整周期。常用單位有千赫(khz)、兆赫(mhz)與吉赫(ghz)。

　　頻率，是單位時間內(nèi)完成振動的次數(shù)，是描述振動物體往復(fù)運(yùn)動頻繁程度的量，常用符號f或v表示，單位為秒-1。為了紀(jì)念德國物理學(xué)家赫茲的貢獻(xiàn)，人們把頻率的單位命名為赫茲，簡稱“赫”。每個物體都有由它本身性質(zhì)決定的與振幅無關(guān)的頻率，叫做固有頻率。頻率概念不僅在力學(xué)、聲學(xué)中應(yīng)用，在電磁學(xué)和無線電技術(shù)中也常用。交變電流在單位時間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，叫做電流的頻率。

　　多普勒效應(yīng)指出，波在波源移向觀察者時接收頻率變高，而在波源遠(yuǎn)離觀察者時接收頻率變低。當(dāng)觀察者移動時也能得到同樣的結(jié)論。但是由于缺少實(shí)驗(yàn)設(shè)備，多普勒當(dāng)時沒有用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、幾年后有人請一隊(duì)小號手在平板車上演奏，再請訓(xùn)練有素的音樂家用耳朵來辨別音調(diào)的變化，以驗(yàn)證該效應(yīng)。假設(shè)原有波源的波長為λ，波速為c，觀察者移動速度為v：

　　當(dāng)觀察者走近波源時觀察到的波源頻率為(c+v)/λ，如果觀察者遠(yuǎn)離波源，則觀察到的波源頻率為(c-v)/λ。

　　一個常被使用的例子是火車的汽笛聲，當(dāng)火車接近觀察者時，其汽鳴聲會比平常更刺耳.你可以在火車經(jīng)過時聽出刺耳聲的變化。同樣的情況還有：警車的警報(bào)聲和賽車的發(fā)動機(jī)聲。

　　如果把聲波視為有規(guī)律間隔發(fā)射的脈沖，可以想象若你每走一步，便發(fā)射了一個脈沖，那么在你之前的每一個脈沖都比你站立不動時更接近你自己。而在你后面的聲源則比原來不動時遠(yuǎn)了一步?；蛘哒f，在你之前的脈沖頻率比平常變高，而在你之后的脈沖頻率比平常變低了。

　　產(chǎn)生原因： 聲源完成一次全振動，向外發(fā)出一個波長的波，頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù)，而觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接受到的頻率，即單位時間接收到的完全波的個數(shù)決定的。當(dāng)波源和觀察者有相對運(yùn)動時，觀察者接收到的頻率會改變.在單位時間內(nèi)，觀察者接收到的完全波的個數(shù)增多，即接收到的頻率增大.同樣的道理，當(dāng)觀察者遠(yuǎn)離波源，觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)減少，即接收到的頻率減小