תדירות

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

בפיזיקה, תדירות (מסומנת ב-f) היא מספר המחזורים (או הסיבובים) ליחידת זמן, שמבצע גוף בתנועתו (נמדדת בהרץ במערכת SI).
לתדירות ערך הופכי לזה של זמן המחזור (T), הזמן שלוקח לגוף להשלים מחזור (או סיבוב), ולכן ההגדרה הפורמאלית לתדר היא: $f= \frac {1}{T} = \frac {1}{(\frac {2{\pi}R}{v})} = \frac {v}{{2{\pi}R}} = \frac {{\omega}R}{{2{\pi}R}} = \frac {\omega}{{2{\pi}}}$
כש- $ω$ (אומגה) היא מהירותו הזוויתית (נמדדת ברדיאנים ב-SI). אומגה נקראת גם תדירות זוויתית, והיא מאוד שימושית בחישובים פיזיקליים.

התדר תפס מקום מכובד מאוד באלקטרוניקה ותקשורת, וזאת מכיוון שניתן לתאר כל מערכת בשני מישורים:

מישור הזמן - חקירת התנהגות המערכת כתלות בזמן. מישור הזמן הוא טבעי לנו מכיוון שאנו חיים בו.
מישור התדר - ניתן להגדיר התנהגות של כל מערכת (סיבתית בלתי-תלויה בזמן), כתגובה שלה לכניסות שיש להם תדרים שונים. במישור התדר ניתן לתאר כל מערכת כסכום התנהגויות התדר שלה, בעוד שבמישור הזמן נדרשים לבצע פעולה מתמטית מסובכת (קונבולוציה).

מסיבה זו, קל לתאר מערכות במישור התדר, ולכן עובדים בדרך כלל במישור זה. המעבר ממישור הזמן למישור התדר מתבצע על ידי פעולה מתמטית שנקראת התמרת פורייה.

אף כי המילים "תדר" ו"תדירות" שקולות במשמעותן, בתחומים מדעיים שונים נהוג להשתמש במילים שונות. בתחומי אלקטרוניקה והתקשורת נהוג להשתמש במונח תדר, אך בפיזיקה נהוג להשתמש במונח תדירות.

לתדירות יש גם חשיבות פיזיקלית:

תהודה - תופעה בה מערכת רוטטת מגיבה רק לתדירויות מסוימות.
אנרגיה - הפיזיקאי אלברט איינשטיין גילה שגל אור הוא בעצם אוסף של פוטונים, כאשר כל פוטון נושא מנת אנרגיה המתכונתית לתדירותו: $\ E = \hbar \omega$ . כמו כן, התדירות עוברת טרנספורמציית לורנץ בדיוק כמו האנרגיה.

אחת התופעות המענינות בשינוי תדירות הוא אפקט דופלר על שם כריסטיאן אנדראס דופלר שגילה שכאשר גופים נעים אחד לעומת השני ישנו שינוי בתדירות של הגל היוצא מאחד מהם ונקלט על ידי השני. בעזרת אפקט דופלר אפשר לזהות את המהירות של גלקסיות או של רכב המתקרב עליך.