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。
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)。
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。