Frekuenca numëron sa cikle ndodhin në sekondë. Si valët që godasin plazhin ose rrahjet e zemrës suaj. Matet në hertz (Hz). f = 1/T ku T është perioda. Hz më i lartë = lëkundje më e shpejtë.

• 1 Hz = 1 cikël për sekondë
• Frekuenca = 1 / perioda (f = 1/T)
• Frekuencë më e lartë = periodë më e shkurtër
• Themelore për valët, lëkundjet, rrotullimin

Frekuenca dhe perioda janë të anasjellta. f = 1/T, T = 1/f. Frekuencë e lartë = periodë e shkurtër. 1 kHz = 0.001 s periodë. 60 Hz AC = 16.7 ms periodë. Marrëdhënie e anasjelltë!

• Perioda T = koha për cikël (sekonda)
• Frekuenca f = ciklet për kohë (Hz)
• f × T = 1 (gjithmonë)
• 60 Hz → T = 16.7 ms

Për valët: λ = c/f (gjatësia e valës = shpejtësia/frekuenca). Drita: c = 299,792,458 m/s. 100 MHz = 3 m gjatësi vale. Frekuencë më e lartë = gjatësi vale më e shkurtër. Marrëdhënie e anasjelltë.

• λ = c / f (ekuacioni i valës)
• Drita: c = 299,792,458 m/s saktësisht
• Radio: λ në metra deri në km
• Drita: λ në nanometra

Hz është njësia SI (cikle/sekondë). E emëruar pas Heinrich Hertz. Prefikset nga nano në exa: nHz në EHz. 27 rende madhësie! Universale për të gjitha lëkundjet.

• 1 Hz = 1 cikël/sekondë
• kHz (10³), MHz (10⁶), GHz (10⁹)
• THz (10¹²), PHz (10¹⁵), EHz (10¹⁸)
• nHz, µHz, mHz për fenomene të ngadalta

Frekuenca këndore ω = 2πf (radianë/sekondë). RPM për rrotullim (rrotullime/minutë). 60 RPM = 1 Hz. Gradë/kohë për astronomi. Perspektiva të ndryshme, koncept i njëjtë.

• ω = 2πf (frekuencë këndore)
• RPM: rrotullime për minutë
• 60 RPM = 1 Hz = 1 RPS
• °/s për rrotullime të ngadalta

Inxhinierët e radios përdorin gjatësinë e valës. f = c/λ. 300 MHz = 1 m gjatësi vale. Infrakuqe: mikrometra. E dukshme: nanometra. Rreze X: angstrom. Frekuencë apo gjatësi vale—dy anët e së njëjtës monedhë!

• Radio: metra deri në km
• Mikrovalë: cm deri në mm
• Infrakuqe: µm (mikrometra)
• E dukshme/UV: nm (nanometra)

f = 1/T (frekuenca nga perioda). ω = 2πf (frekuenca këndore). λ = c/f (gjatësia e valës). Tri marrëdhënie themelore. Dije çdo sasi, gjej të tjerat.

• f = 1/T (perioda T në sekonda)
• ω = 2πf (ω në rad/s)
• λ = c/f (c = shpejtësia e valës)
• Energjia: E = hf (ligji i Planckut)

Të gjitha valët i binden v = fλ (shpejtësia = frekuenca × gjatësia e valës). Drita: c = fλ. Zëri: 343 m/s = fλ. f më e lartë → λ më e shkurtër për të njëjtën shpejtësi. Ekuacioni themelor i valës.

• v = f × λ (ekuacioni i valës)
• Drita: c = 3×10⁸ m/s
• Zëri: 343 m/s (ajër, 20°C)
• Valët e ujit, valët sizmike—ligji i njëjtë

Energjia e fotonit: E = hf (konstantja e Planckut h = 6.626×10⁻³⁴ J·s). Frekuencë më e lartë = më shumë energji. Rrezet X janë më energjike se radioja. Ngjyra = frekuenca në spektrin e dukshëm.

• E = hf (energjia e fotonit)
• h = 6.626×10⁻³⁴ J·s
• Rreze X: f e lartë, E e lartë
• Radio: f e ulët, E e ulët

Radio AM: 530-1700 kHz. FM: 88-108 MHz. TV: 54-700 MHz. WiFi: 2.4/5 GHz. 5G: 24-100 GHz. Çdo brez është i optimizuar për rreze, gjerësi brezi, depërtim.

• AM: 530-1700 kHz (rreze e gjatë)
• FM: 88-108 MHz (cilësi e lartë)
• WiFi: 2.4, 5 GHz
• 5G: 24-100 GHz (shpejtësi e lartë)

E dukshme: 430-750 THz (e kuqe në vjollcë). Infrakuqe: <430 THz (termike, fibra optike). UV: >750 THz. Rrezet X: diapazoni EHz. Frekuenca të ndryshme = veti të ndryshme, aplikime.

• E kuqe: ~430 THz (700 nm)
• E gjelbër: ~540 THz (555 nm)
• Vjollcë: ~750 THz (400 nm)
• Infrakuqe: termike, fibra (1.55 µm)

Dëgjimi njerëzor: 20-20,000 Hz. Nota muzikore A4: 440 Hz. Kampionimi audio: 44.1 kHz (CD), 48 kHz (video). Video: 24-120 fps. Rrahjet e zemrës: 60-100 BPM = 1-1.67 Hz.

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

Çdo prefiks = ×1000. kHz → MHz ÷1000. MHz → kHz ×1000. Shpejt: 5 MHz = 5000 kHz.

• kHz × 1000 = Hz
• MHz ÷ 1000 = kHz
• GHz × 1000 = MHz
• Çdo hap: ×1000 ose ÷1000

f = 1/T, T = 1/f. Të anasjellta. 1 kHz → T = 1 ms. 60 Hz → T = 16.7 ms. Marrëdhënie e anasjelltë!

• f = 1/T (Hz = 1/sekonda)
• T = 1/f (sekonda = 1/Hz)
• 1 kHz → 1 ms periodë
• 60 Hz → 16.7 ms

λ = c/f. Drita: c = 3×10⁸ m/s. 100 MHz → λ = 3 m. 1 GHz → 30 cm. Matematikë mendore e shpejtë!

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

Stacioni FM në 100 MHz. Cila është gjatësia e valës?

λ = c/f = (3×10⁸)/(100×10⁶) = 3 metra. E mirë për antena!

Motori rrotullohet me 1800 RPM. Frekuenca?

f = RPM/60 = 1800/60 = 30 Hz. Perioda T = 1/30 = 33.3 ms për rrotullim.

Dritë me gjatësi vale 600 nm. Cila frekuencë dhe ngjyrë?

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

Toni i koncertit (La mbi Do-në e mesme) u standardizua në 440 Hz në 1939. Para kësaj, varionte nga 415-466 Hz! Muzika baroke përdorte 415 Hz. Orkestrat moderne ndonjëherë përdorin 442-444 Hz për një tingull 'më të ndritshëm'.

Syri i njeriut është më i ndjeshëm ndaj dritës së gjelbër 555 nm (540 THz). Pse? Maja e prodhimit të Diellit është e gjelbër! Evolucioni optimizoi shikimin tonë për dritën e diellit. Shikimi i natës arrin majën në 507 nm (qeliza të ndryshme receptore).

Frekuenca u zgjodh sepse molekulat e ujit rezonojnë afër kësaj frekuence (në fakt 22 GHz, por 2.45 funksionon mirë dhe depërton më thellë). Gjithashtu, 2.45 GHz ishte një brez ISM pa licencë. I njëjti brez si WiFi—mund të ndërhyjë!

Spektri elektromagnetik mbulon mbi 30 rende madhësie. Drita e dukshme (400-700 nm) është më pak se një oktavë! Nëse spektri EM do të ishte një tastierë pianoje me 90 taste, drita e dukshme do të ishte një tast i vetëm.

CPU-të moderne funksionojnë me 3-5 GHz. Në 5 GHz, perioda është 0.2 nanosekonda! Drita udhëton vetëm 6 cm në një cikël ore. Kjo është arsyeja pse gjurmët e çipit kanë rëndësi—vonesa e sinjalit nga shpejtësia e dritës bëhet e rëndësishme.

Rrezet gama me energjinë më të lartë nga burimet kozmike kalojnë 10²¹ Hz (zettahertz). Energjia e fotonit >1 MeV. Mund të krijojnë çifte materie-antimaterie nga energjia e pastër (E=mc²). Fizika bëhet e çuditshme në këto frekuenca!

Heinrich Hertz vërteton ekzistencën e valëve elektromagnetike. Demonstron valët radio. Njësia 'hertz' u emërua pas tij në 1930.

IEC adopton 'hertz' si njësi të frekuencës, duke zëvendësuar 'cikle për sekondë'. Nderon punën e Hertzit. 1 Hz = 1 cikël/s.

La4 = 440 Hz u adoptua si standardi ndërkombëtar i tonit të koncertit. Standardet e mëparshme varionin nga 415-466 Hz.

Hertz u adoptua zyrtarisht në sistemin SI. Bëhet standard për të gjitha matjet e frekuencës në mbarë botën.

Metri u ripërcaktua nga shpejtësia e dritës. c = 299,792,458 m/s saktësisht. Lidh gjatësinë e valës me frekuencën në mënyrë të saktë.

Frekuencat e CPU-ve arrijnë diapazonin GHz. Pentium 4 arrin 3.8 GHz (2005). Gara e shpejtësisë së orës fillon.

Ripërcaktimi i SI: sekonda tani përcaktohet nga tranzicioni hiperfin i cezium-133 (9,192,631,770 Hz). Njësia më e saktë!

Hz mat ciklet për sekondë. RPM mat rrotullimet për minutë. Ato janë të lidhura: 60 RPM = 1 Hz. RPM është 60× më i madh se Hz. Motori me 1800 RPM = 30 Hz. Përdor RPM për rrotullim mekanik, Hz për fenomene elektrike/valore.

Një cikël i plotë = 2π radianë (360°). Nëse ka f cikle për sekondë, atëherë ka ω = 2πf radianë për sekondë. Shembull: 1 Hz = 6.28 rad/s. Faktori 2π konverton ciklet në radianë. Përdoret në fizikë, sisteme kontrolli, përpunim sinjalesh.

Përdor λ = c/f ku c është shpejtësia e valës. Për dritën/radion: c = 299,792,458 m/s (saktësisht). Shpejt: λ(m) ≈ 300/f(MHz). Shembull: 100 MHz → 3 m gjatësi vale. Frekuencë më e lartë → gjatësi vale më e shkurtër. Marrëdhënie e anasjelltë.

U zgjodh sepse uji thith mirë afër kësaj frekuence (rezonanca e ujit është në fakt në 22 GHz, por 2.45 depërton më mirë). Gjithashtu, 2.45 GHz është një brez ISM pa licencë—nuk nevojitet licencë. I njëjti brez si WiFi/Bluetooth (mund të ndërhyjë). Funksionon mirë për ngrohjen e ushqimit!

Spektri i dukshëm: 430-750 THz (terahertz) ose 0.43-0.75 PHz (petahertz). E kuqe ~430 THz (700 nm), e gjelbër ~540 THz (555 nm), vjollcë ~750 THz (400 nm). Përdor THz ose PHz për frekuencat e dritës, nm për gjatësitë e valëve. Një pjesë e vogël e spektrit EM!

Matematikisht, po (tregon fazën/drejtimin). Fizikisht, jo—frekuenca numëron ciklet, është gjithmonë pozitive. Në analizën Fourier, frekuencat negative përfaqësojnë konjugate komplekse. Në praktikë, përdorni vlera pozitive. Perioda është gjithashtu gjithmonë pozitive: T = 1/f.