频率

频率

三个闪动的光圆，从最低频率（上端）至最高频率（下端）。

频率（英语：Frequency）是单位时间内某事件重复发生的次数，在物理学中通常以符号f或ν(Νυ)表示。采用国际单位制，其单位为赫兹（英语：Hertz，简写为Hz）。设τ(tau)时间内某事件重复发生n次，则此事件发生的频率为f=n/τ赫兹。又因为周期定义为重复事件发生的最小时间间隔，故频率也可以表示为周期的倒数：

f=1/T

其中，T表示周期。

为了方便起见，较长较慢的波，像海洋表面的面波，通常是以周期来描述其波动性质。较短较快的波，像声波和无线电波，通常是以频率来描述其波动性质。

在国际单位制里，频率的单位——赫兹 （英语：Hertz，简写为Hz），是以德国物理学家海因里希·赫兹（英语： Heinrich Rudolf Hertz , 1857年2月22日－1894年1月1日）而命名。1赫兹（Hz）表示事件每一秒发生一次。

其他用来表示频率的单位还有：旋转机械器材领域采用的传统衡量单位为每分钟转速（rpm）等。在医学里，心率以“次／分钟”（bpm）为单位。

测量方法

数算法

通过数算在某时间间隔τ(tau)内重复事件发生的次数ν(Nu)，就可以获得这重复事件发生的频率：

f=n/τ

例如，假若在15秒内发生了71次，则频率为

f=71/15=4.7(Hertz)

另一种方法是测量这重复事件发生设定次数所需要的时间间隔。不过此方法在计数次数介于零和一次之间时，计数次数会有随机误差，会造成计算频率会有Δf=1/2Tm的误差，

其中

• Tm为取样间隔
• f为量测到的频率

其误差会随着频率而递减，因此信号在低频率，而取様到的次数又小，就会出现类似的问题。例如每秒量测一次频率0.5Hz的信号，量到的次数会在一次和零次之间变化，需要取平均后才能得到真实的频率。

频闪观测器

频闪观测器可以用来测量旋转物体或振动物体的频率。频闪观测器会发射出重复地强烈闪光（频闪光），其频率可以用校准计时电路来调整。将频闪光对准于旋转物体或振动物体，然后调整闪烁频率。当频闪光的频率等于旋转频率或振动频率时，这物体会在每次频闪光闪烁的时候，正好完成一个循环，回到同样位置。所以，这物体看起来好像固定不动。这物体的运动频率可以从频闪观测器的读出装置获得。请注意，假若这物体的运动频率是闪烁频率的整数倍数，则这物体也会看起来好像固定不动。

频率计数器

频率计数器是一种电子仪器，可以用来测量较高频率。频率计数器专门测量重复性电子信号。它使用数位逻辑和准确石英计时器来数算在某时间间隔内的信号重复次数。不具有电子属性的循环过程，像转轴的旋转速率、机械振动、声波，可以用换能器转换为重复性电子信号。

外差法

假若电磁信号的频率超过频率计数器的适用域，则可以使用外差法。首先，在未知频率的附近，选择一个已知频率的参考信号，然后，使用二极管将两个信号混杂在一起，这会造成一个混杂拍信号，其频率为已知频率与未知频率的差值，称为拍频或差频，可以用频率计数器测量。当然这方法只能测量两个信号的频率的频差，要获得未知频率，必须使用其他方法先知道参考信号的频率。欲想测量更高频率，必须经过几个阶段的外差法。最新研究已经将这方法推展至红外线和可见光频率。

波的频率

衡量声音、电磁波（例如无线电波或者光）、电讯信号或者其他波的频率时，表示每秒波形重复的数量。如果波是声音，频率衡量音符的特性。

频率与波长成反比例关系。频率f等于波的速度v除以波长λ(lambda) ：

f=v/λ

在真空中电磁波的速度是真空中的光速c，方程就变成:

f=c/v

当波从一种介质传入另一种介质，频率不变，而波长和相速度会变。

若一波源和观察者之间有相对运动时，观察者接受到波的频率与波源发出的频率会不相同，此现象称为多普勒效应，例如当警车靠近观察者时，观察者接收到警车的频率会比警车发出的频率要高。