频率与速度的关系

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介绍

为了了解速度和频率之间的关系，有必要理解波的概念以及波所表现出的特征。

波可以定义为在携带能量的介质中观察到的扰动。但是，在介质中，粒子的净运动不存在。这些波以多种形式存在，频率和速度的方面更好地定义了这些波。

频率的定义

波可以采取多种形式，例如“弹性变形”的形状、压力方面的差异、磁体和电的强度。

此外，波也可以以“电势”和温度变化的形式表现出来。然而，通过波，能量正在传递，这涉及重复和周期性的运动，并且不支持介质内粒子发生净运动（Yuan 等人，2019）。

这些描述将波长定义为波内“相同部分”之间的距离。“振幅”一词是指波从其中性位置发生的最大程度的位移。

频率定义为在“单位时间”内通过“一点”的波的总数。频率被称为波显示的基本测量值。然而，单位“赫兹 (Hz)”决定了波的频率（Tlili 等人，2018）。它也可以被认为是确定在“单位时间”内由相关物体在其周期性运动中进行的振动或循环次数。在下图中，频率用通过特定点并在特定时间内通过的波的净数表示。

图 1：频率

与频率相关的因素

频率被认为是支持评估波的特性本质的来源的性质。除此之外，还需要注意许多影响频率性质的因素。导致频率发生变化的因素是物体制造材料的特性，因为这会影响与波相关的速度（Brainkart.com，2022）。

但是，材料的长度也是影响频率的一个因素，因为它会影响相应波形的“波长”。

频率的类型

在物理学领域，频率可以分为两种类型，用于确定可能包括振荡、波和旋转的几种类型振动的精确测量。但是，这些传递的振动需要在“单位时间”内进行（Qrg.northwestern.edu，2022）。

• 这个循环过程的完成分为两种类型，一种是“高频”，另一种是“低频”波。
• “高频 (HF)”定义为介于“3 到 30 MHz（兆赫兹）”之间的电磁波范围（Fluke.com，2022）。
• 另一方面，“低频 (LF) 波”可以定义为那些范围从“30 到 300 kHz 或（千赫兹）”的波。

图 2：频率类型

速度的定义

速度是指一点所经过的总距离，因此，它被表示为物体位置的主要指标。除此之外，速度的概念也决定了快速性的本质（Thoughtco.com，2022）。

简单来说，就是物体在特定时间内走过的距离。但是，运动需要在特定的方向上进行。

例如，波在特定时间内以适当的速度运动会导致在特定方向上的运动，这可以称为波的速度（Techtarget.com，2022）。然而，速度的方面定义为以“米每秒”为单位进行测量。因此，我们可以从波的速度中了解很多关于波的性质的信息。

速度的特征

速度被认为是一个矢量量，它提供了波形的幅度和方向的概念（Hioki.com，2022）。

“瞬时速度”由“矢量速度”的大小表示，方向与波传播的方向相同。

速度和频率之间的关系

速度和频率的概念之间存在正比关系，这意味着如果频率的概念增加，则相关波形的速度也会增加（Circuitglobe.com，2022）。

但是，应该记住，上述条件需要波长保持不变。

表示频率与波速的公式

波的“速度”由频率乘以波长测量，即“V = f * λ”。但是，如果波长或“λ”保持不变，则如果频率加倍，速度也会加倍，依此类推。

结论

在本教程中，提供了关于速度和频率方面的深入了解，这对于研究波和振荡的性质非常重要。波也可以进行循环运动，因为它们代表重复运动。波的性质由频率决定，以评估波在特定方向上的运动速度。然而，速度决定了波的强度。

常见问题 (FAQs)

Q1. 速度与波的频率有什么关系？

频率和速度彼此“成正比”，而波长保持不变。

Q2. 如何评估“周期”方面？

通过满足“速度”和“频率”之间的关系来评估周期。该公式由“T = 1/f”表示，其中“f”表示频率，“t”表示“周期”。

Q3. 如何表达波长？

波的“波长”以米为单位测量和表示，米用“m”表示。

参考文献

期刊

Tlili, S., Gauquelin, E., Li, B., Cardoso, O., Ladoux, B., Delanoë-Ayari, H., & Graner, F. (2018)。集体细胞迁移不增殖：密度决定细胞速度和波速。皇家学会开放科学，5(5)，172421。检索自：https://royalsocietypublishing.org/doi/abs/10.1098/rsos.172421

Yuan, S., Wang, S., Luo, Y., Wei, W., & Wang, G. (2019)。使用低频全波形反演结果作为先验模型进行阻抗反演。地球物理学，84(2)，R149-R164。检索自：https://library.seg.org

网站

Brainkart.com，(2022)，波长，检索自：https://www.brainkart.com [检索于 2022 年 6 月 11 日]

Circuitglobe.com，(2022)，什么是频率？，检索自：https://circuitglobe.com [检索于 2022 年 6 月 11 日]

Fluke.com，(2022)，什么是频率？，检索自：https://www.fluke.com [检索于 2022 年 6 月 11 日]

Hioki.com，(2022)，什么是频率定义，检索自：https://www.hioki.com [检索于 2022 年 6 月 11 日]

Qrg.northwestern.edu，(2022)，什么是频率？，检索自：https://www.qrg.northwestern.edu [检索于 2022 年 6 月 11 日]

Techtarget.com，(2022)，电气，检索自：https://www.techtarget.com [检索于 2022 年 6 月 11 日]

Thoughtco.com，(2022)，速度，检索自：https://www.thoughtco.com [检索于 2022 年 6 月 11 日]