Периодические процессы: период и частота

Струна, маятник, напряжение генератора и электрическое поле радиоволны могут повторять одно и то же изменение через равные промежутки времени. Такой процесс называют периодическим. Один полный повтор — колебание (нем. Schwingung, англ. oscillation).

У периодического процесса есть два равноправных описания: можно измерить длительность одного колебания или посчитать, сколько колебаний укладывается в секунду.

Период: сколько длится одно колебание

Период $T$ (нем. Periodendauer, англ. period) — это время одного полного колебания. Его измеряют в секундах.

Если лампа загорается каждые две секунды, её период равен 2 с. Если напряжение генератора возвращается к тому же состоянию через 0,01 с, его период равен 10 мс.

Частота: сколько колебаний за секунду

Частота $f$ (нем. Frequenz, англ. frequency) — число полных колебаний в секунду. Единица частоты — герц (нем. Hertz, англ. hertz). Один герц означает одно колебание за секунду. 1 кГц — тысяча колебаний в секунду, а 1 МГц — миллион. Поэтому радиочастота 14,2 МГц означает, что электромагнитное состояние повторяется 14,2 миллиона раз за секунду.

Одна величина растёт — другая уменьшается

Период и частота описывают один процесс с разных сторон. Если в секунду укладывается больше колебаний, на каждое из них остаётся меньше времени:

Например, период 0,25 с означает частоту 4 Гц: за секунду помещаются четыре одинаковых колебания. Если частота увеличилась вдвое, период стал вдвое короче. Эта обратная зависимость понадобится сразу в следующем шаге: за один период радиоволна успевает пройти определённое расстояние, которое мы назовём длиной волны.