Frekuensi mengira berapa banyak kitaran berlaku sesaat. Seperti ombak yang melanda pantai atau degupan jantung anda. Diukur dalam hertz (Hz). f = 1/T di mana T ialah tempoh. Hz lebih tinggi = ayunan lebih cepat.

• 1 Hz = 1 kitaran sesaat
• Frekuensi = 1 / tempoh (f = 1/T)
• Frekuensi lebih tinggi = tempoh lebih pendek
• Asas untuk gelombang, ayunan, putaran

Frekuensi dan tempoh adalah salingan. f = 1/T, T = 1/f. Frekuensi tinggi = tempoh pendek. 1 kHz = 0.001 s tempoh. 60 Hz AC = 16.7 ms tempoh. Hubungan songsang!

• Tempoh T = masa per kitaran (saat)
• Frekuensi f = kitaran per masa (Hz)
• f × T = 1 (sentiasa)
• 60 Hz → T = 16.7 ms

Untuk gelombang: λ = c/f (panjang gelombang = kelajuan/frekuensi). Cahaya: c = 299,792,458 m/s. 100 MHz = 3 m panjang gelombang. Frekuensi lebih tinggi = panjang gelombang lebih pendek. Hubungan songsang.

• λ = c / f (persamaan gelombang)
• Cahaya: c = 299,792,458 m/s tepat
• Radio: λ dalam meter hingga km
• Cahaya: λ dalam nanometer

Hz ialah unit SI (kitaran/saat). Dinamakan sempena Heinrich Hertz. Awalan dari nano hingga exa: nHz hingga EHz. 27 darjah magnitud! Universal untuk semua ayunan.

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

Frekuensi sudut ω = 2πf (radian/saat). RPM untuk putaran (pusingan/minit). 60 RPM = 1 Hz. Darjah/masa untuk astronomi. Perspektif berbeza, konsep yang sama.

• ω = 2πf (frekuensi sudut)
• RPM: pusingan seminit
• 60 RPM = 1 Hz = 1 RPS
• °/s untuk putaran perlahan

Jurutera radio menggunakan panjang gelombang. f = c/λ. 300 MHz = 1 m panjang gelombang. Inframerah: mikrometer. Boleh dilihat: nanometer. Sinar-X: angstrom. Frekuensi atau panjang gelombang—dua sisi syiling yang sama!

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

f = 1/T (frekuensi dari tempoh). ω = 2πf (frekuensi sudut). λ = c/f (panjang gelombang). Tiga hubungan asas. Ketahui sebarang kuantiti, cari yang lain.

• f = 1/T (tempoh T dalam saat)
• ω = 2πf (ω dalam rad/s)
• λ = c/f (c = kelajuan gelombang)
• Tenaga: E = hf (hukum Planck)

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

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

Tenaga foton: E = hf (pemalar Planck h = 6.626×10⁻³⁴ J·s). Frekuensi lebih tinggi = lebih banyak tenaga. Sinar-X lebih bertenaga daripada radio. Warna = frekuensi dalam spektrum boleh dilihat.

• E = hf (tenaga 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 jalur dioptimumkan untuk julat, lebar jalur, penembusan.

• AM: 530-1700 kHz (julat jauh)
• FM: 88-108 MHz (kualiti tinggi)
• WiFi: 2.4, 5 GHz
• 5G: 24-100 GHz (kelajuan tinggi)

Boleh dilihat: 430-750 THz (merah hingga ungu). Inframerah: <430 THz (terma, gentian optik). UV: >750 THz. Sinar-X: julat EHz. Frekuensi berbeza = sifat berbeza, aplikasi berbeza.

• Merah: ~430 THz (700 nm)
• Hijau: ~540 THz (555 nm)
• Ungu: ~750 THz (400 nm)
• Inframerah: terma, gentian (1.55 µm)

Pendengaran manusia: 20-20,000 Hz. Muzik A4: 440 Hz. Pensampelan audio: 44.1 kHz (CD), 48 kHz (video). Video: 24-120 fps. Kadar denyutan jantung: 60-100 BPM = 1-1.67 Hz.

• Audio: 20 Hz - 20 kHz
• Nota A4: 440 Hz
• Audio CD: pensampelan 44.1 kHz
• Video: 24-120 fps

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

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

f = 1/T, T = 1/f. Salingan. 1 kHz → T = 1 ms. 60 Hz → T = 16.7 ms. Hubungan songsang!

• f = 1/T (Hz = 1/saat)
• T = 1/f (saat = 1/Hz)
• 1 kHz → 1 ms tempoh
• 60 Hz → 16.7 ms

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

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

Stesen FM pada 100 MHz. Apakah 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. Tempoh T = 1/30 = 33.3 ms setiap pusingan.

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

f = c/λ = (3×10⁸)/(600×10⁻⁹) = 500 THz = 0.5 PHz. Warna: oren!

Pic konsert (A di atas C tengah) telah diseragamkan pada 440 Hz pada tahun 1939. Sebelum itu, ia berbeza dari 415-466 Hz! Muzik Baroque menggunakan 415 Hz. Orkestra moden kadangkala menggunakan 442-444 Hz untuk bunyi yang 'lebih cerah'.

Mata manusia paling sensitif terhadap cahaya hijau 555 nm (540 THz). Mengapa? Output puncak Matahari adalah hijau! Evolusi telah mengoptimumkan penglihatan kita untuk cahaya matahari. Penglihatan malam memuncak pada 507 nm (sel reseptor yang berbeza).

Frekuensi dipilih kerana molekul air bergetar berhampiran frekuensi ini (sebenarnya 22 GHz, tetapi 2.45 berfungsi dengan baik dan menembusi lebih dalam). Selain itu, 2.45 GHz adalah jalur ISM tanpa lesen. Jalur yang sama seperti WiFi—boleh mengganggu!

Spektrum elektromagnet merangkumi 30+ darjah magnitud. Cahaya boleh dilihat (400-700 nm) kurang daripada satu oktaf! Jika spektrum EM adalah papan kekunci piano yang merangkumi 90 kekunci, cahaya boleh dilihat akan menjadi satu kekunci tunggal.

CPU moden berjalan pada 3-5 GHz. Pada 5 GHz, tempohnya ialah 0.2 nanosaat! Cahaya hanya bergerak 6 cm dalam satu kitaran jam. Inilah sebabnya mengapa jejak cip penting—kelewatan isyarat dari kelajuan cahaya menjadi ketara.

Sinar gama bertenaga tertinggi dari sumber kosmik melebihi 10²¹ Hz (zettahertz). Tenaga foton >1 MeV. Boleh mencipta pasangan jirim-antijirim dari tenaga tulen (E=mc²). Fizik menjadi pelik pada frekuensi ini!

Heinrich Hertz membuktikan kewujudan gelombang elektromagnet. Menunjukkan gelombang radio. Unit 'hertz' dinamakan sempena namanya pada tahun 1930.

IEC mengguna pakai 'hertz' sebagai unit frekuensi, menggantikan 'kitaran sesaat'. Menghormati kerja Hertz. 1 Hz = 1 kitaran/s.

A4 = 440 Hz diterima pakai sebagai standard pic konsert antarabangsa. Standard sebelumnya berbeza dari 415-466 Hz.

Hertz secara rasmi diterima pakai dalam sistem SI. Menjadi standard untuk semua ukuran frekuensi di seluruh dunia.

Meter ditakrifkan semula dari kelajuan cahaya. c = 299,792,458 m/s tepat. Mengaitkan panjang gelombang dengan frekuensi secara tepat.

Frekuensi CPU mencapai julat GHz. Pentium 4 mencapai 3.8 GHz (2005). Perlumbaan kelajuan jam bermula.

Pentakrifan semula SI: saat kini ditakrifkan oleh peralihan hiperhalus sesium-133 (9,192,631,770 Hz). Unit yang paling tepat!

Hz mengukur kitaran sesaat. RPM mengukur pusingan seminit. Ia berkaitan: 60 RPM = 1 Hz. RPM adalah 60× lebih besar daripada Hz. Motor pada 1800 RPM = 30 Hz. Guna RPM untuk putaran mekanikal, Hz untuk fenomena elektrik/gelombang.

Satu kitaran lengkap = 2π radian (360°). Jika terdapat f kitaran sesaat, maka terdapat ω = 2πf radian sesaat. Contoh: 1 Hz = 6.28 rad/s. Faktor 2π menukar kitaran kepada radian. Digunakan dalam fizik, sistem kawalan, pemprosesan isyarat.

Guna λ = c/f di mana c ialah kelajuan gelombang. Untuk cahaya/radio: c = 299,792,458 m/s (tepat). Pantas: λ(m) ≈ 300/f(MHz). Contoh: 100 MHz → 3 m panjang gelombang. Frekuensi lebih tinggi → panjang gelombang lebih pendek. Hubungan songsang.

Dipilih kerana air menyerap dengan baik berhampiran frekuensi ini (resonans air sebenarnya pada 22 GHz, tetapi 2.45 menembusi dengan lebih baik). Selain itu, 2.45 GHz adalah jalur ISM tanpa lesen—tiada lesen diperlukan. Jalur yang sama seperti WiFi/Bluetooth (boleh mengganggu). Berfungsi dengan baik untuk memanaskan makanan!

Spektrum boleh dilihat: 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). Guna THz atau PHz untuk frekuensi cahaya, nm untuk panjang gelombang. Secebis kecil spektrum EM!

Secara matematik, ya (menunjukkan fasa/arah). Secara fizikal, tidak—frekuensi mengira kitaran, sentiasa positif. Dalam analisis Fourier, frekuensi negatif mewakili konjugat kompleks. Dalam amalan, guna nilai positif. Tempoh juga sentiasa positif: T = 1/f.