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輸入計算

數學公式

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結果

頻率
50
赫茲(Hz)
週期(T) 0.02 s
Angular frequency (ω) 314.159265 rad/s

什麼是頻率?

頻率代表某個週期性事件在單位時間內重複發生的次數,單位為赫茲(Hz),1 Hz 即每秒一個週期。頻率是物理、電子、音樂與訊號處理中的基本概念——從聲音的音高,到廣播電台的頻道,都離不開它。

正弦波顯示一個完整週期及其與頻率的倒數關係
頻率是每秒發生的波循環次數;一個循環持續一個週期 T。

如何使用本計算器

請先選擇計算方式。若你已知週期(完成一個完整循環所需的時間),只要以秒為單位輸入,工具便會依 \(f = 1/T\) 算出頻率。若你處理的是波動,請切換到波長與波速模式,輸入波速(m/s)與波長(m),計算器會套用 \(f = v/\lambda\)。兩種方式都會一併顯示週期,以及角頻率 \(\omega = 2\pi f\)。

公式解析

核心關係是 $$f = \frac{1}{\text{Period }T\text{ (s)}}$$:週期越短,頻率越高。對於行進波而言,波速將波長與頻率連結起來,即 \(v = f\lambda\),移項後可得 $$f = \frac{\text{Speed }v\text{ (m/s)}}{\text{Wavelength }\lambda\text{ (m)}}$$。角頻率在旋轉與振盪系統中應用廣泛,其定義為 \(\omega = 2\pi f\),單位為弧度/秒(rad/s)。

波形圖顯示波長 lambda 和傳播速度 v 與頻率的關係
對於行波,頻率等於速度除以波長:\(f = v/\lambda\)。

實例演算

假設一道聲波以 \(v = 343 \text{ m/s}\) 傳播,波長為 \(\lambda = 1.5 \text{ m}\),則 $$f = \frac{343}{1.5} \approx 228.67 \text{ Hz}$$。週期為 $$T = \frac{1}{f} \approx 0.004373 \text{ s}$$,角頻率則為 $$\omega = 2\pi \times 228.67 \approx 1436.8 \text{ rad/s}$$。

常見問題

應該使用什麼單位?週期以秒為單位,波長與波速採用公制(m 與 m/s),算出的頻率即為赫茲(Hz)。

為什麼結果是零?分母(週期或波長)不能為零,請輸入正值。

角頻率有什麼用途?它會出現在正弦波方程式(如 \(x = A\cdot\sin(\omega t)\))中,也常用於交流電路與旋轉運動的分析。

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