Frecuencia

La frecuencia es una cantidad que se refiere a fenómenos periódicos o procesos repetitivos.

Descripción general

En física, la frecuencia de un fenómeno que presenta una tendencia consistente en eventos idénticos o casi idénticos que se repiten en el tiempo viene dada por el número de eventos que se repiten en una unidad de tiempo determinada ; además la velocidad angular cae dentro del concepto general de velocidad (variación de una cantidad), en este caso expresa la variación de un ángulo en el tiempo. Una forma de calcular dicha frecuencia es establecer un intervalo de tiempo, contar el número de ocurrencias del evento que se repite en ese intervalo de tiempo y luego dividir el resultado de este recuento por la duración del intervalo de tiempo. Alternativamente, se puede medir el intervalo de tiempo entre los instantes iniciales de dos eventos sucesivos (el período ) y luego calcular la frecuencia como una cantidad inversa de esta duración. ^[1] ^[2]

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

{\ Displaystyle f = {\ frac {1} {T}}}

{\ Displaystyle f = {\ frac {1} {T}}}

donde T expresa el período. El resultado viene dado en la unidad de medida denominada hercios (Hz), por el físico alemán Heinrich Rudolf Hertz , donde 1 Hz caracteriza un evento que ocurre una vez por segundo . Por lo tanto $1Hz={\frac {1}{s}}$ ${\ Displaystyle 1Hz = {\ frac {1} {s}}}$ ${\ Displaystyle 1Hz = {\ frac {1} {s}}}$

Los instrumentos utilizados para la medición son el osciloscopio y el medidor de frecuencia : el primero permite una medición complementaria a otras, en circunstancias poco exigentes; para mediciones precisas y precisas es necesario utilizar el segundo, que es un instrumento electrónico especializado para mediciones de frecuencia y tiempo y en ocasiones capaz de generar fenómenos periódicos a frecuencias establecidas.

Frecuencia de los fenómenos ondulatorios

Representación de dos ondas a distintas frecuencias (la superior con menor frecuencia, la inferior con mayor frecuencia).

Al medir la frecuencia del sonido , ondas electromagnéticas (como ondas de radio o luz ), señales eléctricas oscilatorias u otras ondas similares, la frecuencia en hercios es el número de ciclos de la forma de onda repetitiva por segundo.

Dado que el producto entre la frecuencia de una onda electromagnética y su longitud de onda es igual al valor de la velocidad de la luz ( $f\lambda =c$ ${\ Displaystyle f \ lambda = c}$ $f \ lambda = c$ ), tenemos eso:

f={\frac {c}{\lambda }}

{\ Displaystyle f = {\ frac {c} {\ lambda}}}

{\ Displaystyle f = {\ frac {c} {\ lambda}}}

En otras palabras, en una onda electromagnética existe una relación de proporcionalidad inversa entre la longitud de onda y la frecuencia.

Tasa de muestreo

El mismo tema en detalle: Digital (informática) , frecuencia de muestreo y teorema de muestreo de Nyquist-Shannon .

La frecuencia de muestreo es uno de los parámetros fundamentales que caracterizan el proceso de conversión analógico-digital en los sistemas electrónicos de procesamiento de información.

En un sistema electrónico, la información generalmente se codifica en una señal de voltaje variable en el tiempo. Hablamos de señal analógica si varía continuamente en cada instante de tiempo, de señal numérica si solo puede asumir un número finito de valores discretos o de señal digital si los valores que puede asumir son solo 0 y 1, en momentos puntuales. El proceso de muestreo permite convertir una señal analógica en digital y consiste en medir y registrar, en instantes de tiempo precisos (instantes de muestreo ) el valor instantáneo de la señal analógica bajo examen. La secuencia de estos valores, denominados muestras, constituye la señal digital. El dispositivo que realiza la conversión de señal analógica a señal digital se llama convertidor A / D. La frecuencia de muestreo indica el número de muestras registradas en un segundo: el Teorema de Nyquist-Shannon establece que, para poder reconstruir la señal analógica a partir de sus muestras, la frecuencia de muestreo debe ser al menos el doble de la frecuencia más alta contenida en el espectro de la señal de inicio: $f_{c}>=2f_{max}$ ${\ Displaystyle f_ {c}> = 2f_ {max}}$ ${\ Displaystyle f_ {c}> = 2f_ {max}}$ .

Por ejemplo, una señal de audio tiene un espectro entre 20 Hz y 20 kHz: para poder grabar la señal en un medio digital (como un CD de audio), la frecuencia de muestreo debe ser de al menos 40 kHz. Habitualmente, este muestreo se realiza a 44,1 kHz, valor que satisface plenamente el teorema de Nyquist-Shannon y permite reconstruir fielmente la señal analógica inicial.

Nota

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enlaces externos

( EN )Frecuencia , en Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

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[1] Nicola Santoro, Cinemática en breve

[2] (ES) Libro de oro de la IUPAC, "frecuencia"

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