Frequentie

Grafiek van een trilling met een toenemende frequentie (afnemende periode)

Frequentie drukt uit hoe vaak iets gebeurt of voorkomt binnen een bepaalde tijd of in een zekere ruimte. Binnen verschillende vakgebieden heeft de term verschillende betekenissen.

Met betrekking tot tijd

De frequentie drukt meestal uit hoe vaak iets in een bepaalde tijd gebeurt. In het eenvoudigste geval is de tussenpoos, de periode, steeds gelijk. De frequentie, soms ook het trillingsgetal genoemd, is dan het omgekeerde daarvan. Maar ook als de periode varieert kan men spreken van een frequentie; men bedoelt dan het gemiddelde aantal van die gebeurtenissen in een bepaalde tijd.

'Tweewekelijks' betekent eens per twee weken, 'driemaandelijks' eens per drie maanden, enz.

Natuurkunde

In de natuurwetenschappen wordt de frequentie f {\displaystyle f} weergegeven in hertz (Hz), het aantal gebeurtenissen per seconde (s).

f = 1 T {\displaystyle f={\frac {1}{T}}} .

Waarbij T {\displaystyle T} de periode is in seconden, en f {\displaystyle f} de frequentie in Hz (1 Hz = 1 s−1).

Dit is vooral belangrijk bij golfverschijnselen, waarbij de frequentie het aantal golftoppen (of -dalen) per seconde uitdrukt.

Op deze manier kan men de frequentie van licht of andere elektromagnetische golven en geluid in een getal uitdrukken. Wanneer bijvoorbeeld in één seconde 25 geluidsgolven voorbijkomen, heeft dat geluid een (voor het menselijk gehoor zeer lage) frequentie van 25 trillingen per seconde = 25 Hz. De meeste golven hebben echter veel hogere frequenties, daarom worden decimale voorvoegsels gebruikt.

Als bij digitalisering van een analoog signaal er op regelmatige tijdstippen een 'steekproef' van het analoge signaal wordt genomen, een signaalmonster, dan wordt het aantal malen per seconde dat dit plaatsvindt de bemonsteringsfrequentie genoemd.

In plaats van de letter f {\displaystyle f} wordt ook wel de letter ν {\displaystyle \nu } gebruikt, onder meer in de optica en kwantummechanica (de energie van een foton wordt bijvoorbeeld vaak genoteerd als h ν {\displaystyle h\nu } ). In de context van Fouriertransformaties wordt bijvoorbeeld de letter f {\displaystyle f} vaak al gebruikt voor de signaalfunctie.

Niet met betrekking tot tijd

Kansrekening

In de kansrekening bijvoorbeeld wordt gezegd dat de frequentie van de kleur klaveren in een dek kaarten 13 is. Omdat er in totaal 52 kaarten zijn is de relatieve frequentie 13/52 = 0,25.

Ruimtelijk

Soms spreekt men ook over een ruimtelijke frequentie (golfgetal). In dat geval beziet men hoe vaak een bepaald voorwerp of verschijnsel opnieuw voorkomt bij het afleggen van een afstand. De eenheid van een ruimtelijke frequentie is reciproque meters (m−1). Een voorbeeld is de ruimtelijke frequentie van lantaarnpalen langs de snelweg. Die staan er bijvoorbeeld iedere 100 meter. De ruimtelijke frequentie is dan 0,01 m−1. Wanneer men met constante snelheid langs de palen rijdt, is er toch weer een direct verband met de tijdsfrequentie: men komt de palen met een bepaalde (tijds)frequentie tegen.

Lineaire transformaties

Zowel bij tijds- als ruimtefrequentie kan men stellen dat de frequentie de omgekeerde dimensie van tijd (s → s−1) of ruimte (m → m−1) heeft. Er bestaan wiskundige bewerkingen (lineaire transformaties) die functies van tijd (of ruimte) omzetten in functies van frequentie. Op deze manier kunnen verschijnselen die tegelijkertijd plaatsvinden maar met andere frequentie ontrafeld worden. Voorbeelden van zulke wiskundige bewerking zijn de fouriertransformatie, de laplacetransformatie en de z-transformatie.

Zie ook

· · Sjabloon bewerken
Grootheden en eenheden in de (klassieke) mechanica
lineaire/translatie grootheden
Wat meten tijdsintegralen? 'nabijheid' ('nearness') 'verheid' ('farness')
Dimensie L−1 1 L L2
T9 presrop (Engels)
m−1·s9		 absrop (Engels)
m·s9
T8 presock (Engels)
m−1·s8		 absock (Engels)
m·s8
T7 presop (Engels)
m−1·s7		 absop (Engels)
m·s7
T6 presackle (Engels)
m−1·s6		 absrackle (Engels)
m·s6
T5 presounce (Engels)
m−1·s5		 absounce (Engels)
m·s5
T4 preserk (Engels)
m−1·s4		 abserk (Engels): D
m·s4
T3 preseleration (Engels)
m−1·s3		 abseleration (Engels): C
m·s3		 hoek/rotatie grootheden
T2 presity (Engels)
m−1·s2		 absity (Engels): B
m·s2		 Dimensie 1 geen (m·m−1) geen (m2·m−2)
T presement (Engels)
m−1·s		 tijd: t
s		 absition/absement (Engels): A
m·s		 T tijd: t
s
1 placement (Engels)
golfgetal
m−1		 afgelegde weg: d
plaatsvector: r, s, x
afstand: Δ {\displaystyle \Delta } s
m		 oppervlakte: A
m2		 1 hoek: θ
rad		 ruimtehoek: Ω
rad2, sr
Wat meten tijdsafgeleiden? 'rasheid' ('swiftness')
T−1 frequentie: f
s−1, Hz		 snelheid (scalar): v
snelheid (vector): v
m·s−1		 kinematische viscositeit: ν
diffusiecoëfficiënt: D
specifiek impulsmoment: h
m2·s−1		 T−1 frequentie: f
s−1, Hz		 hoeksnelheid: ω, ω
rad·s−1
T−2 versnelling: a
m·s−2		 verbrandingswarmte
geabsorbeerde dosis: D
radioactieve-dosisequivalent
m2·s−2, J·kg−1, Gy, Sv		 T−2 hoekversnelling: α
rad·s−2
T−3 ruk: j
m·s−3		 T−3 hoekruk: ζ
rad·s−3
T−4 jounce/snap (Engels): s
m·s−4
T−5 crackle (Engels): c
m·s−5
T−6 pop (Engels): Po
m·s−6
T−7 lock (Engels)
m·s−7
T−8 drop (Engels)
m·s−8
M lineaire dichtheid: μ {\displaystyle \mu }
kg·m−1		 massa: m
kg		 ML2 massatraagheidsmoment: I
kg·m2
Wat meten tijdsafgeleiden? 'sterkheid' ('forceness')
MT−1 dynamische viscositeit: η
kg·m−1·s−1, N·m−2·s, Pa·s		 impuls: p (momentum),
stoot: J, Δ {\displaystyle \Delta } p (impulse)
kg·m·s−1, N·s		 actie: 𝒮
actergie: ℵ
kg·m2·s−1, N·m·s, J·s		 ML2T−1 impulsmoment (momentum angularis): L
kg·m2·s−1		 actie: 𝒮
actergie: ℵ
kg·m2·s−1, N·m·s, J·s
MT−2 druk: p
mechanische spanning:  σ {\displaystyle \sigma }
energiedichtheid: U
kg·m−1·s−2, N·m−2, J·m−3, Pa		 oppervlaktespanning: γ {\displaystyle \gamma } of σ {\displaystyle \sigma }
kg·s−2, N·m−1, J·m−2		 kracht: F
gewicht: Fg
·kg·m·s−2, N		 energie: E
arbeid: W
warmte: Q
kg·m2·s−2, Nm, J		 ML2T−2 krachtmoment (torque): M, τ
kg·m2·s−2, Nm		 energie: E
arbeid: W
warmte: Q
kg·m2·s−2, Nm, J
MT−3 yank (Engels): Y
kg·m·s−3, N·s−1		 vermogen: P
kg·m2·s−3, W		 ML2T−3 rotatum: P
kg·m2·s−3, N·m·s−1		 vermogen: P
kg·m2 ·s−3, W
MT−4 tug (Engels): T
kg·m·s−4, N·s−2
MT−5 snatch (Engels): S
kg·m·s−5, N·s−3
MT−6 shake (Engels): Sh
kg·m·s−6, N·s−4
· · Sjabloon bewerken
Elementaire begrippen in de mechanica
Lineaire grootheid:(bewegings)snelheid · versnelling · ruk | massa | impuls · stoot · kracht
Rotatiegrootheid:hoeksnelheid · hoekversnelling | traagheidsmoment | impulsmoment · krachtmoment
Overig:eenparige beweging · eenparig versnelde beweging · verplaatsing · rotatie · koppel (natuurkunde) · koppel (aandrijftechniek) · moment en koppel · gewicht