Frekvenca šteje, koliko ciklov se zgodi na sekundo. Kot valovi, ki udarjajo ob obalo, ali bitje vašega srca. Meri se v hercih (Hz). f = 1/T, kjer je T perioda. Višji Hz = hitrejše nihanje.

• 1 Hz = 1 cikel na sekundo
• Frekvenca = 1 / perioda (f = 1/T)
• Višja frekvenca = krajša perioda
• Temeljno za valovanja, nihanja, vrtenje

Frekvenca in perioda sta si obratno sorazmerni. f = 1/T, T = 1/f. Visoka frekvenca = kratka perioda. 1 kHz = 0.001 s perioda. 60 Hz izmenični tok = 16.7 ms perioda. Obratno razmerje!

• Perioda T = čas na cikel (sekunde)
• Frekvenca f = cikli na čas (Hz)
• f × T = 1 (vedno)
• 60 Hz → T = 16.7 ms

Za valove: λ = c/f (valovna dolžina = hitrost/frekvenca). Svetloba: c = 299,792,458 m/s. 100 MHz = 3 m valovna dolžina. Višja frekvenca = krajša valovna dolžina. Obratno razmerje.

• λ = c / f (valovna enačba)
• Svetloba: c = 299,792,458 m/s natančno
• Radio: λ v metrih do km
• Svetloba: λ v nanometrih

Hz je SI enota (cikli/sekundo). Imenovana po Heinrichu Hertzu. Predpone od nano do eksa: nHz do EHz. 27 redov velikosti! Univerzalno za vsa nihanja.

• 1 Hz = 1 cikel/sekundo
• kHz (10³), MHz (10⁶), GHz (10⁹)
• THz (10¹²), PHz (10¹⁵), EHz (10¹⁸)
• nHz, µHz, mHz za počasne pojave

Kotna frekvenca ω = 2πf (radiani/sekundo). RPM za vrtenje (vrtljaji/minuto). 60 RPM = 1 Hz. Stopinje/čas za astronomijo. Različni pogledi, isti koncept.

• ω = 2πf (kotna frekvenca)
• RPM: vrtljaji na minuto
• 60 RPM = 1 Hz = 1 RPS
• °/s za počasna vrtenja

Radijski inženirji uporabljajo valovno dolžino. f = c/λ. 300 MHz = 1 m valovna dolžina. Infrardeče: mikrometri. Vidno: nanometri. Rentgenski žarki: angstromi. Frekvenca ali valovna dolžina—dve plati istega kovanca!

• Radio: metri do km
• Mikrovalovi: cm do mm
• Infrardeče: µm (mikrometri)
• Vidno/UV: nm (nanometri)

f = 1/T (frekvenca iz periode). ω = 2πf (kotna frekvenca). λ = c/f (valovna dolžina). Tri temeljne povezave. Poznate katero koli količino, poiščete ostale.

• f = 1/T (perioda T v sekundah)
• ω = 2πf (ω v rad/s)
• λ = c/f (c = hitrost valovanja)
• Energija: E = hf (Planckov zakon)

Vsi valovi upoštevajo v = fλ (hitrost = frekvenca × valovna dolžina). Svetloba: c = fλ. Zvok: 343 m/s = fλ. Višja f → krajša λ za isto hitrost. Temeljna valovna enačba.

• v = f × λ (valovna enačba)
• Svetloba: c = 3×10⁸ m/s
• Zvok: 343 m/s (zrak, 20°C)
• Vodni valovi, potresni valovi—isti zakon

Energija fotona: E = hf (Planckova konstanta h = 6.626×10⁻³⁴ J·s). Višja frekvenca = več energije. Rentgenski žarki so bolj energični kot radio. Barva = frekvenca v vidnem spektru.

• E = hf (energija fotona)
• h = 6.626×10⁻³⁴ J·s
• Rentgenski žarek: visoka f, visoka E
• Radio: nizka f, nizka E

AM radio: 530-1700 kHz. FM: 88-108 MHz. TV: 54-700 MHz. WiFi: 2.4/5 GHz. 5G: 24-100 GHz. Vsak pas je optimiziran za doseg, pasovno širino, prodiranje.

• AM: 530-1700 kHz (dolg doseg)
• FM: 88-108 MHz (visoka kakovost)
• WiFi: 2.4, 5 GHz
• 5G: 24-100 GHz (visoka hitrost)

Vidno: 430-750 THz (rdeča do vijolična). Infrardeče: <430 THz (toplotno, optična vlakna). UV: >750 THz. Rentgenski žarki: območje EHz. Različne frekvence = različne lastnosti, aplikacije.

• Rdeča: ~430 THz (700 nm)
• Zelena: ~540 THz (555 nm)
• Vijolična: ~750 THz (400 nm)
• Infrardeče: toplotno, vlakno (1.55 µm)

Človeški sluh: 20-20,000 Hz. Glasbeni A4: 440 Hz. Vzorčenje zvoka: 44.1 kHz (CD), 48 kHz (video). Video: 24-120 fps. Srčni utrip: 60-100 BPM = 1-1.67 Hz.

• Zvok: 20 Hz - 20 kHz
• Nota A4: 440 Hz
• CD zvok: 44.1 kHz vzorčenje
• Video: 24-120 fps

Vsaka predpona = ×1000. kHz → MHz ÷1000. MHz → kHz ×1000. Hitro: 5 MHz = 5000 kHz.

• kHz × 1000 = Hz
• MHz ÷ 1000 = kHz
• GHz × 1000 = MHz
• Vsak korak: ×1000 ali ÷1000

f = 1/T, T = 1/f. Obratno sorazmerni. 1 kHz → T = 1 ms. 60 Hz → T = 16.7 ms. Obratno razmerje!

• f = 1/T (Hz = 1/sekunde)
• T = 1/f (sekunde = 1/Hz)
• 1 kHz → 1 ms perioda
• 60 Hz → 16.7 ms

λ = c/f. Svetloba: c = 3×10⁸ m/s. 100 MHz → λ = 3 m. 1 GHz → 30 cm. Hitro računanje na pamet!

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

FM postaja na 100 MHz. Kakšna je valovna dolžina?

λ = c/f = (3×10⁸)/(100×10⁶) = 3 metre. Dobro za antene!

Motor se vrti pri 1800 RPM. Frekvenca?

f = RPM/60 = 1800/60 = 30 Hz. Perioda T = 1/30 = 33.3 ms na vrtljaj.

Svetloba z valovno dolžino 600 nm. Kakšna frekvenca in barva?

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

Koncertni ton (A nad srednjim C) je bil standardiziran na 440 Hz leta 1939. Pred tem se je razlikoval od 415-466 Hz! Baročna glasba je uporabljala 415 Hz. Sodobni orkestri včasih uporabljajo 442-444 Hz za 'svetlejši' zvok.

Človeško oko je najbolj občutljivo na 555 nm (540 THz) zeleno svetlobo. Zakaj? Vrhunec sončnega sevanja je zelen! Evolucija je optimizirala naš vid za sončno svetlobo. Nočni vid doseže vrhunec pri 507 nm (druge receptorske celice).

Frekvenca je bila izbrana, ker molekule vode resonirajo blizu te frekvence (dejansko 22 GHz, vendar 2.45 deluje dobro in prodira globlje). Prav tako je bil 2.45 GHz nelicenciran ISM pas. Isti pas kot WiFi—lahko pride do motenj!

Elektromagnetni spekter obsega več kot 30 redov velikosti. Vidna svetloba (400-700 nm) je manj kot ena oktava! Če bi bil EM spekter klavirska klaviatura, ki obsega 90 tipk, bi bila vidna svetloba ena sama tipka.

Sodobni procesorji delujejo pri 3-5 GHz. Pri 5 GHz je perioda 0.2 nanosekunde! Svetloba v enem taktu prepotuje le 6 cm. Zato so pomembne sledi na čipu—zakasnitev signala zaradi hitrosti svetlobe postane pomembna.

Najbolj energični gama žarki iz kozmičnih virov presegajo 10²¹ Hz (zetaherc). Energija fotona >1 MeV. Lahko ustvarijo pare materija-antimaterija iz čiste energije (E=mc²). Fizika postane čudna pri teh frekvencah!

Heinrich Hertz dokaže obstoj elektromagnetnih valov. Pokaže radijske valove. Enota 'herc' je bila poimenovana po njem leta 1930.

IEC sprejme 'herc' kot enoto za frekvenco, ki nadomesti 'cikle na sekundo'. V čast Hertzovemu delu. 1 Hz = 1 cikel/s.

A4 = 440 Hz je sprejet kot mednarodni standard koncertnega tona. Prejšnji standardi so se razlikovali od 415-466 Hz.

Herc je uradno sprejet v sistemu SI. Postane standard za vsa merjenja frekvence po vsem svetu.

Meter je redefiniran glede na hitrost svetlobe. c = 299,792,458 m/s natančno. Natančno poveže valovno dolžino s frekvenco.

Frekvence procesorjev dosežejo območje GHz. Pentium 4 doseže 3.8 GHz (2005). Začne se tekma v hitrosti takta.

Redefinicija SI: sekunda je zdaj definirana s hiperfinim prehodom cezija-133 (9,192,631,770 Hz). Najbolj natančna enota!

Hz meri cikle na sekundo. RPM meri vrtljaje na minuto. Povezana sta: 60 RPM = 1 Hz. RPM je 60× večji od Hz. Motor pri 1800 RPM = 30 Hz. Uporabite RPM za mehansko vrtenje, Hz za električne/valovne pojave.

En poln cikel = 2π radianov (360°). Če je f ciklov na sekundo, potem je ω = 2πf radianov na sekundo. Primer: 1 Hz = 6.28 rad/s. Faktor 2π pretvori cikle v radiane. Uporablja se v fiziki, kontrolnih sistemih, obdelavi signalov.

Uporabite λ = c/f, kjer je c hitrost valovanja. Za svetlobo/radio: c = 299,792,458 m/s (natančno). Hitro: λ(m) ≈ 300/f(MHz). Primer: 100 MHz → 3 m valovna dolžina. Višja frekvenca → krajša valovna dolžina. Obratno razmerje.

Izbrana je bila, ker voda dobro absorbira blizu te frekvence (resonanca vode je dejansko pri 22 GHz, vendar 2.45 bolje prodre). Prav tako je 2.45 GHz nelicenciran ISM pas—licenca ni potrebna. Isti pas kot WiFi/Bluetooth (lahko pride do motenj). Dobro deluje za segrevanje hrane!

Vidni spekter: 430-750 THz (teraherc) ali 0.43-0.75 PHz (petaherc). Rdeča ~430 THz (700 nm), zelena ~540 THz (555 nm), vijolična ~750 THz (400 nm). Uporabite THz ali PHz za frekvence svetlobe, nm za valovne dolžine. Majhen delček EM spektra!

Matematično, da (označuje fazo/smer). Fizično, ne—frekvenca šteje cikle, vedno je pozitivna. V Fourierjevi analizi negativne frekvence predstavljajo kompleksne konjugate. V praksi uporabite pozitivne vrednosti. Tudi perioda je vedno pozitivna: T = 1/f.