Frekuensi menghitung berapa banyak siklus yang terjadi per detik. Seperti ombak yang menghantam pantai atau detak jantung Anda. Diukur dalam hertz (Hz). f = 1/T di mana T adalah periode. Hz yang lebih tinggi = osilasi yang lebih cepat.

• 1 Hz = 1 siklus per detik
• Frekuensi = 1 / periode (f = 1/T)
• Frekuensi lebih tinggi = periode lebih pendek
• Fundamental untuk gelombang, osilasi, rotasi

Frekuensi dan periode adalah kebalikan. f = 1/T, T = 1/f. Frekuensi tinggi = periode pendek. 1 kHz = periode 0,001 s. AC 60 Hz = periode 16,7 ms. Hubungan terbalik!

• Periode T = waktu per siklus (detik)
• Frekuensi f = siklus per waktu (Hz)
• f × T = 1 (selalu)
• 60 Hz → T = 16,7 ms

Untuk gelombang: λ = c/f (panjang gelombang = kecepatan/frekuensi). Cahaya: c = 299.792.458 m/s. 100 MHz = panjang gelombang 3 m. Frekuensi lebih tinggi = panjang gelombang lebih pendek. Hubungan terbalik.

• λ = c / f (persamaan gelombang)
• Cahaya: c = 299.792.458 m/s tepat
• Radio: λ dalam meter hingga km
• Cahaya: λ dalam nanometer

Hz adalah satuan SI (siklus/detik). Dinamai menurut Heinrich Hertz. Awalan dari nano hingga exa: nHz hingga EHz. 27 orde magnitudo! Universal untuk semua osilasi.

• 1 Hz = 1 siklus/detik
• kHz (10³), MHz (10⁶), GHz (10⁹)
• THz (10¹²), PHz (10¹⁵), EHz (10¹⁸)
• nHz, µHz, mHz untuk fenomena lambat

Frekuensi sudut ω = 2πf (radian/detik). RPM untuk rotasi (putaran/menit). 60 RPM = 1 Hz. Derajat/waktu untuk astronomi. Perspektif berbeda, konsep yang sama.

• ω = 2πf (frekuensi sudut)
• RPM: putaran per menit
• 60 RPM = 1 Hz = 1 RPS
• °/s untuk rotasi lambat

Insinyur radio menggunakan panjang gelombang. f = c/λ. 300 MHz = panjang gelombang 1 m. Inframerah: mikrometer. Terlihat: nanometer. Sinar-X: angstrom. Frekuensi atau panjang gelombang—dua sisi dari koin yang sama!

• Radio: meter hingga km
• Gelombang mikro: cm hingga mm
• Inframerah: µm (mikrometer)
• Terlihat/UV: nm (nanometer)

f = 1/T (frekuensi dari periode). ω = 2πf (frekuensi sudut). λ = c/f (panjang gelombang). Tiga hubungan fundamental. Ketahui kuantitas apa pun, temukan yang lain.

• f = 1/T (periode T dalam detik)
• ω = 2πf (ω dalam rad/s)
• λ = c/f (c = kecepatan gelombang)
• Energi: E = hf (hukum Planck)

Semua gelombang mematuhi v = fλ (kecepatan = frekuensi × panjang gelombang). Cahaya: c = fλ. Suara: 343 m/s = fλ. f lebih tinggi → λ lebih pendek untuk kecepatan yang sama. Persamaan gelombang fundamental.

• v = f × λ (persamaan gelombang)
• Cahaya: c = 3×10⁸ m/s
• Suara: 343 m/s (udara, 20°C)
• Gelombang air, gelombang seismik—hukum yang sama

Energi foton: E = hf (konstanta Planck h = 6,626×10⁻³⁴ J·s). Frekuensi lebih tinggi = lebih banyak energi. Sinar-X lebih energik daripada gelombang radio. Warna = frekuensi dalam spektrum terlihat.

• E = hf (energi foton)
• h = 6,626×10⁻³⁴ J·s
• Sinar-X: f tinggi, E tinggi
• Radio: f rendah, E rendah

Radio AM: 530-1700 kHz. FM: 88-108 MHz. TV: 54-700 MHz. WiFi: 2,4/5 GHz. 5G: 24-100 GHz. Setiap pita dioptimalkan untuk jangkauan, lebar pita, penetrasi.

• AM: 530-1700 kHz (jangkauan jauh)
• FM: 88-108 MHz (kualitas tinggi)
• WiFi: 2,4, 5 GHz
• 5G: 24-100 GHz (kecepatan tinggi)

Terlihat: 430-750 THz (merah hingga ungu). Inframerah: <430 THz (termal, serat optik). UV: >750 THz. Sinar-X: rentang EHz. Frekuensi berbeda = sifat, aplikasi berbeda.

• Merah: ~430 THz (700 nm)
• Hijau: ~540 THz (555 nm)
• Ungu: ~750 THz (400 nm)
• Inframerah: termal, serat (1,55 µm)

Pendengaran manusia: 20-20.000 Hz. Nada A4 musik: 440 Hz. Sampling audio: 44,1 kHz (CD), 48 kHz (video). Video: 24-120 fps. Detak jantung: 60-100 BPM = 1-1,67 Hz.

• Audio: 20 Hz - 20 kHz
• Nada A4: 440 Hz
• Audio CD: sampling 44,1 kHz
• Video: 24-120 fps

Setiap awalan = ×1000. kHz → MHz ÷1000. MHz → kHz ×1000. Cepat: 5 MHz = 5000 kHz.

• kHz × 1000 = Hz
• MHz ÷ 1000 = kHz
• GHz × 1000 = MHz
• Setiap langkah: ×1000 atau ÷1000

f = 1/T, T = 1/f. Kebalikan. 1 kHz → T = 1 ms. 60 Hz → T = 16,7 ms. Hubungan terbalik!

• f = 1/T (Hz = 1/detik)
• T = 1/f (detik = 1/Hz)
• 1 kHz → periode 1 ms
• 60 Hz → 16,7 ms

λ = c/f. Cahaya: c = 3×10⁸ m/s. 100 MHz → λ = 3 m. 1 GHz → 30 cm. Matematika mental cepat!

• λ = 300/f(MHz) dalam meter
• 100 MHz = 3 m
• 1 GHz = 30 cm
• 10 GHz = 3 cm

Stasiun FM pada 100 MHz. Berapa panjang gelombangnya?

λ = c/f = (3×10⁸)/(100×10⁶) = 3 meter. Baik untuk antena!

Motor berputar pada 1800 RPM. Frekuensi?

f = RPM/60 = 1800/60 = 30 Hz. Periode T = 1/30 = 33,3 ms per putaran.

Cahaya pada panjang gelombang 600 nm. Berapa frekuensi dan warnanya?

f = c/λ = (3×10⁸)/(600×10⁻⁹) = 500 THz = 0,5 PHz. Warna: oranye!

Nada konser (A di atas C tengah) distandardisasi pada 440 Hz pada tahun 1939. Sebelum itu, bervariasi dari 415-466 Hz! Musik Barok menggunakan 415 Hz. Orkestra modern terkadang menggunakan 442-444 Hz untuk suara yang 'lebih cerah'.

Mata manusia paling sensitif terhadap cahaya hijau 555 nm (540 THz). Mengapa? Puncak keluaran Matahari berwarna hijau! Evolusi mengoptimalkan penglihatan kita untuk sinar matahari. Penglihatan malam mencapai puncaknya pada 507 nm (sel reseptor yang berbeda).

Frekuensi dipilih karena molekul air beresonansi di dekat frekuensi ini (sebenarnya 22 GHz, tetapi 2,45 bekerja dengan baik dan menembus lebih dalam). Juga, 2,45 GHz adalah pita ISM tanpa lisensi. Pita yang sama dengan WiFi—dapat mengganggu!

Spektrum elektromagnetik mencakup 30+ orde magnitudo. Cahaya terlihat (400-700 nm) kurang dari satu oktaf! Jika spektrum EM adalah keyboard piano yang membentang 90 tuts, cahaya terlihat akan menjadi satu tuts tunggal.

CPU modern berjalan pada 3-5 GHz. Pada 5 GHz, periodenya adalah 0,2 nanodetik! Cahaya hanya menempuh jarak 6 cm dalam satu siklus jam. Inilah sebabnya mengapa jejak chip penting—penundaan sinyal dari kecepatan cahaya menjadi signifikan.

Sinar gamma berenergi tertinggi dari sumber kosmik melebihi 10²¹ Hz (zettahertz). Energi foton >1 MeV. Dapat menciptakan pasangan materi-antimateri dari energi murni (E=mc²). Fisika menjadi aneh pada frekuensi ini!

Heinrich Hertz membuktikan keberadaan gelombang elektromagnetik. Mendemonstrasikan gelombang radio. Satuan 'hertz' dinamai menurut namanya pada tahun 1930.

IEC mengadopsi 'hertz' sebagai satuan frekuensi, menggantikan 'siklus per detik'. Menghormati karya Hertz. 1 Hz = 1 siklus/s.

A4 = 440 Hz diadopsi sebagai standar nada konser internasional. Standar sebelumnya bervariasi 415-466 Hz.

Hertz secara resmi diadopsi dalam sistem SI. Menjadi standar untuk semua pengukuran frekuensi di seluruh dunia.

Meter didefinisikan ulang dari kecepatan cahaya. c = 299.792.458 m/s tepat. Mengikat panjang gelombang dengan frekuensi secara presisi.

Frekuensi CPU mencapai rentang GHz. Pentium 4 mencapai 3,8 GHz (2005). Perlombaan kecepatan jam dimulai.

Redefinisi SI: detik sekarang didefinisikan oleh transisi hiperhalus sesium-133 (9.192.631.770 Hz). Satuan yang paling presisi!

Hz mengukur siklus per detik. RPM mengukur putaran per menit. Keduanya terkait: 60 RPM = 1 Hz. RPM 60× lebih besar dari Hz. Motor pada 1800 RPM = 30 Hz. Gunakan RPM untuk rotasi mekanis, Hz untuk fenomena listrik/gelombang.

Satu siklus lengkap = 2π radian (360°). Jika ada f siklus per detik, maka ω = 2πf radian per detik. Contoh: 1 Hz = 6,28 rad/s. Faktor 2π mengubah siklus menjadi radian. Digunakan dalam fisika, sistem kontrol, pemrosesan sinyal.

Gunakan λ = c/f di mana c adalah kecepatan gelombang. Untuk cahaya/radio: c = 299.792.458 m/s (tepat). Cepat: λ(m) ≈ 300/f(MHz). Contoh: 100 MHz → panjang gelombang 3 m. Frekuensi lebih tinggi → panjang gelombang lebih pendek. Hubungan terbalik.

Dipilih karena air menyerap dengan baik di dekat frekuensi ini (resonansi air sebenarnya pada 22 GHz, tetapi 2,45 menembus lebih baik). Juga, 2,45 GHz adalah pita ISM tanpa lisensi—tidak perlu lisensi. Pita yang sama dengan WiFi/Bluetooth (dapat mengganggu). Bekerja dengan baik untuk memanaskan makanan!

Spektrum terlihat: 430-750 THz (terahertz) atau 0,43-0,75 PHz (petahertz). Merah ~430 THz (700 nm), hijau ~540 THz (555 nm), ungu ~750 THz (400 nm). Gunakan THz atau PHz untuk frekuensi cahaya, nm untuk panjang gelombang. Sepotong kecil dari spektrum EM!

Secara matematis, ya (menunjukkan fase/arah). Secara fisik, tidak—frekuensi menghitung siklus, selalu positif. Dalam analisis Fourier, frekuensi negatif mewakili konjugat kompleks. Dalam praktiknya, gunakan nilai positif. Periode juga selalu positif: T = 1/f.