Các dao động và dao động của các hệ thống cơ học vẫn là một trong những lĩnh vực nghiên cứu quan trọng nhất trong vật lý. Hầu như mọi hệ thống đều dao động hoặc dao động tự do theo nhiều cách khác nhau.
Những gì một chiếc phao đại dương, một cây đàn guitar, một đứa trẻ trong một chiếc xích đu, hoặc nhịp đập của trái tim đều có điểm chung? Tất cả đều dao động - có nghĩa là họ di chuyển qua lại giữa hai điểm. Cơ thể con người là một kho báu của các hiện tượng rung động. Ngay cả các nguyên tử trong cơ thể chúng ta cũng rung động. Mỗi hệ thống dao động đều có điểm chung. Nó liên quan đến lực lượng và năng lượng. Bạn bắt đầu một chuyển động bằng cách đẩy đứa trẻ trong một cái đu hoặc bạn có thể tăng năng lượng của các nguyên tử dao động trong một tinh thể với nhiệt. Vì vậy dao động tạo ra sóng.
Những dao động hoặc sóng có điểm gì chung? Các tính năng liên quan đến hiện tượng như vậy là tính tuần hoàn. Rõ ràng là một số lượng nhỏ các nguyên tắc cơ bản mô tả tất cả các hiện tượng chứng minh rằng chúng là phổ biến hơn bạn có thể tưởng tượng. Bạn sẽ nhận thấy một mô hình hoặc chuyển động nhất định trong mỗi hiện tượng lặp đi lặp lại nhiều lần. Chuyển động định kỳ là một chuyển động lặp đi lặp lại nhiều lần trong khoảng thời gian đều đặn, chẳng hạn như chuyển động được thể hiện bằng dây đàn guitar hoặc chuyển động qua lại của một đứa trẻ trong một cú swing. Thời gian để hoàn thành một chu kỳ rung hoặc dao động được gọi là chu kỳ của sóng. Tần số chỉ đơn giản là số chu kỳ dao động xảy ra mỗi giây.
Tần số của sóng chỉ đơn giản là số chu kỳ hoặc dao động hoàn thành xảy ra trong một giây. Nó được đo bằng chu kỳ mỗi giây hoặc hertz (Hz). Một chu kỳ là một dao động hoàn chỉnh và một rung động có thể là một hoặc nhiều sự kiện, trong khi các dao động chủ yếu là lặp đi lặp lại cho một số chu kỳ. Nó thường được ký hiệu bằng chữ cái f f và được thể hiện là:
f = 1 / T, trong đó 'T' biểu thị khoảng thời gian và 'f' là tần số.
Chu kỳ là nghịch đảo của tần số và được định nghĩa là thời gian thực hiện cho một chuyến đi khứ hồi hoàn chỉnh của dao động hoặc dao động. Nó chỉ đơn giản là thời gian để một cái gì đó xảy ra định kỳ và nó được đo bằng giây trên mỗi chu kỳ. Khoảng thời gian là đối ứng của tần số, có nghĩa là cả hai đại lượng tỷ lệ nghịch với nhau. Ở dạng phương trình, dấu chấm được biểu thị bằng:
T = 1 / f, trong đó 'f' là tần số và 'T' là khoảng thời gian.
Cả hai thuật ngữ thời gian và tần suất có liên quan bởi vì chúng thể hiện một mô hình chuyển động nhất định, nhưng chúng khác nhau rõ rệt. Cả hai đều liên quan đến hiện tượng định kỳ và thường bị nhầm lẫn với nhau. Khoảng thời gian đề cập đến lượng thời gian cần một sóng để hoàn thành một chu kỳ dao động hoặc rung động đầy đủ. Ngược lại, tần số đề cập đến số chu kỳ hoặc dao động hoàn chỉnh xảy ra mỗi giây. Thời gian là một đại lượng liên quan đến thời gian, trong khi tần suất có liên quan đến tỷ lệ. Khoảng thời gian chỉ đơn giản là thời gian để một cái gì đó xảy ra định kỳ, trong khi tần suất có nghĩa là tần suất xảy ra.
Cả hai đại lượng tỷ lệ nghịch với nhau. Tần số được biểu thị theo chu kỳ mỗi giây, dao động mỗi giây, rung động mỗi giây, v.v. và thường được biểu thị bằng chữ cái f f. Thời gian được thể hiện bằng giây trên mỗi chu kỳ. Đơn vị tần số là Hertz (Hz) và Thời Tẻ biểu thị khoảng thời gian của một dao động hoàn chỉnh. Trong thuật ngữ toán học, cả hai đại lượng là đối ứng của nhau. Ở dạng phương trình, tần số và chu kỳ được biểu thị như sau:
f = 1 / T, trong đó f là tần số và T là khoảng thời gian.
Nó cũng có thể được thể hiện như sau:
T = 1 / f
Giả sử một sóng mất một giây để dao động lên xuống, có nghĩa là khoảng thời gian của sóng là 1 giây. Tần suất và thời gian tỷ lệ nghịch với nhau. Vì chỉ có một chu kỳ xảy ra trong một giây, tần số của sóng sẽ là 1 chu kỳ mỗi giây. Và nếu sóng mất nửa giây để dao động chu kỳ hoàn chỉnh, chu kỳ của sóng đó sẽ là 0,5 giây và tần số sẽ là 1 / 0,5 = 2, tức là 2 chu kỳ mỗi giây. Vì vậy, khoảng thời gian dài hơn, giảm tần suất và ngược lại.
Cả tần số và khoảng thời gian là các tham số cơ bản của sóng, liên quan đến nhau, nhưng chúng khác nhau rõ rệt về số lượng. Tần số của sóng có liên quan đến đại lượng tốc độ, trong khi đó khoảng thời gian của sóng có liên quan đến đại lượng thời gian. Khoảng thời gian đề cập đến thời gian cần thiết để một sóng hoàn thành một chu kỳ dao động hoặc rung động hoàn toàn, là nghịch đảo của tần số. Tần số đề cập đến số lượng rung động xảy ra trong một giây, đó là nghịch đảo của khoảng thời gian. Tần số thường được đo bằng Hertz (Hz) và khoảng thời gian được đo bằng giây. Cả hai đều tỷ lệ nghịch với nhau, có nghĩa là nếu tần số cao hơn, thì khoảng thời gian thấp hơn và ngược lại. Tần suất được biểu thị bằng chữ 'f' và dấu chấm được ký hiệu là 'T'.