Frequenz
Die Häufigkeit gibt an, wie oft sich ein Ereignis über eine bestimmte Zeitspanne wiederholt.
In der Physik ist die Frequenz einer Welle die Anzahl der Wellenberge, die einen Punkt in einer Sekunde passieren (ein Wellenberg ist die Spitze der Welle).
Hertz (Symbol Hz) ist die Einheit der Frequenz.
Das Verhältnis zwischen Frequenz und Wellenlänge wird durch die Formel ausgedrückt:
f = v / λ {\darstellungsstil f=v/\lambda } 
wobei v für Geschwindigkeit steht und λ {\displaystyle \lambda } 
(Lambda) ist die Wellenlänge. Die Formel für die Frequenz von Lichtwellen lautet f = c / λ {\darstellungsstil f=c/\lambda } 
wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist.
Alle elektromagnetischen Wellen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, aber sie bewegen sich mit geringerer Geschwindigkeit, wenn sie ein Medium durchqueren, das kein Vakuum ist. Andere Wellen, wie z.B. Schallwellen, bewegen sich mit viel geringerer Geschwindigkeit und können sich nicht durch ein Vakuum bewegen.
Beispiele für elektromagnetische Wellen sind: Lichtwellen, Radiowellen, Infrarotstrahlung, Mikrowellen und Gammawellen.
Im Laufe der Zeit - hier bewegen sich die fünf Sinuswellen auf der horizontalen Achse von links nach rechts - variieren oder zyklisch, regelmäßig mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten (oder Verhältnissen). Die rote Welle (oben) hat die niedrigste Frequenz (d.h. Zyklen mit der langsamsten Rate), während die violette Welle (unten) die höchste Frequenz (Zyklen mit der schnellsten Rate) hat.
Sinus mit drei verschiedenen Frequenzen f.
Visualisierung elektromagnetischer Wellen
Verschiedene Arten von elektromagnetischen Wellen haben unterschiedliche Frequenzen.
Beispiel
Eine Möglichkeit, dies zu veranschaulichen, besteht darin, dass zwei Züge mit der gleichen Geschwindigkeit fuhren, aber die Größe der Waggons in einem Zug kleiner war als im anderen. Wenn jemand etwas auswählte, das sich nicht bewegte, z.B. einen Wegweiser, und dann für jeden Zug zählte, wie viele Waggons den Wegweiser in einer Sekunde passierten, wüsste er, wie oft die Waggons in jedem Zug vorbeifuhren. Die Anzahl und Häufigkeit der am Wegweiser vorbeifahrenden Waggons wäre unterschiedlich, da in einem Zug mit kleineren Waggons mehr Waggons in einer Sekunde am Wegweiser vorbeifahren würden als in einem Zug mit größeren Waggons. Wenn man wüsste, wie viele Waggons in einer Sekunde am Schild vorbeifuhren, und wenn man die Geschwindigkeit des Zuges kennt, könnte man mathematisch die Größe der einzelnen Waggons für jeden Zug ermitteln.
Wenn sich der Zug beispielsweise mit 10 Meilen pro Sekunde bewegt und 10 Waggons in einer Sekunde vorbeifahren würden, wäre jeder Waggon 1 Meile lang. Wenn sich der andere Zug ebenfalls mit 10 Meilen pro Sekunde bewegt und 20 Waggons in einer Sekunde vorbeifahren würden, dann wüsste man, dass jeder Waggon eine halbe Meile lang für diesen Zug ist. Dieses Beispiel zeigt, dass die Kenntnis der Frequenz einer elektromagnetischen Welle die Wellenlänge ergibt, da sich alle elektromagnetischen Wellen mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, so dass c = v (Lambda), wobei v die Frequenz, Lambda die Wellenlänge und c die Lichtgeschwindigkeit ist. Daher ist eine andere Art, die Frequenz auszudrücken, zu sagen, dass die Frequenz c über Lambda liegt.
Zwei verschiedene Züge, die mit der gleichen Geschwindigkeit fahren
Fragen und Antworten
F: Was ist Häufigkeit?
A: Die Häufigkeit gibt an, wie oft sich ein Ereignis innerhalb einer bestimmten Zeitspanne wiederholt.
F: Welche Einheit wird zur Messung der Frequenz verwendet?
A: Hertz (Symbol Hz) ist die Maßeinheit für die Frequenz.
F: Welche Formel drückt die Beziehung zwischen Frequenz und Wellenlänge aus?
A: Die Beziehung zwischen Frequenz und Wellenlänge wird durch die Formel f=v/λ ausgedrückt, wobei v die Geschwindigkeit und λ (Lambda) die Wellenlänge ist.
F: Wie ändert sich diese Formel für Lichtwellen?
A: Die Formel für die Frequenz von Lichtwellen lautet f=c/λ, wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist.
F: Wie schnell bewegen sich elektromagnetische Wellen im Vakuum?
A: Alle elektromagnetischen Wellen bewegen sich in einem Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit.
F: Wie schnell bewegen sie sich durch andere Medien?
A: Elektromagnetische Wellen bewegen sich mit geringerer Geschwindigkeit, wenn sie ein Medium durchqueren, das kein Vakuum ist.
F: Gibt es Beispiele für elektromagnetische Wellen?
A: Beispiele für elektromagnetische Wellen sind Lichtwellen, Radiowellen, Infrarotstrahlung, Mikrowellen und Gammastrahlen.
