Fréquence

La fréquence est la fréquence à laquelle un événement se répète sur une période donnée.

En physique, la fréquence d'une onde est le nombre de crêtes d'onde qui passent un point en une seconde (une crête d'onde est le pic de l'onde).

Le Hertz (symbole Hz) est l'unité de fréquence.

La relation entre la fréquence et la longueur d'onde est exprimée par la formule :

f = v / λ {\displaystyle f=v/\lambda }{\displaystyle f=v/\lambda }

où v est la vitesse et λ {\displaystyle \lambda }{\displaystyle \lambda } (lambda) est la longueur d'onde. La formule pour la fréquence des ondes lumineuses est f = c / λ {\displaystyle f=c/\lambda }{\displaystyle f=c/\lambda } où c est la vitesse de la lumière.

Toutes les ondes électromagnétiques se déplacent à la vitesse de la lumière dans le vide, mais elles se déplacent à une vitesse plus lente lorsqu'elles traversent un milieu qui n'est pas le vide. D'autres ondes, telles que les ondes sonores, se déplacent à des vitesses beaucoup plus faibles et ne peuvent pas traverser le vide.

Voici quelques exemples d'ondes électromagnétiques : les ondes lumineuses, les ondes radio, les radiations infrarouges, les micro-ondes et les ondes gamma.

Au fur et à mesure que le temps s'écoule - ici, de gauche à droite sur l'axe horizontal - les cinq ondes sinusoïdales varient, ou se succèdent, régulièrement à des rythmes (ou rapports) différents. L'onde rouge (en haut) a la fréquence la plus basse (c'est-à-dire qu'elle effectue des cycles au rythme le plus lent) tandis que l'onde violette (en bas) a la fréquence la plus élevée (elle effectue des cycles au rythme le plus rapide).
Au fur et à mesure que le temps s'écoule - ici, de gauche à droite sur l'axe horizontal - les cinq ondes sinusoïdales varient, ou se succèdent, régulièrement à des rythmes (ou rapports) différents. L'onde rouge (en haut) a la fréquence la plus basse (c'est-à-dire qu'elle effectue des cycles au rythme le plus lent) tandis que l'onde violette (en bas) a la fréquence la plus élevée (elle effectue des cycles au rythme le plus rapide).

Des sinus à trois fréquences différentes f.
Des sinus à trois fréquences différentes f.

Visualisation des ondes électromagnétiques

Les différents types d'ondes électromagnétiques ont des fréquences différentes.

Exemple

Une façon de visualiser cela est de se rendre compte que deux trains circulent à la même vitesse, mais que la taille des wagons est plus petite dans un train que dans l'autre. Si quelqu'un choisissait quelque chose qui ne bougeait pas, comme un panneau de signalisation, et comptait ensuite le nombre de wagons qui passaient devant le panneau en une seconde pour chaque train, il connaîtrait la fréquence de passage des wagons dans chaque train. Le nombre et la fréquence de passage des wagons devant le panneau de signalisation seraient différents, car le train avec des wagons plus petits aura plus de wagons passant devant le panneau de signalisation en une seconde que le train avec des wagons plus grands. En sachant combien de wagons ont passé le panneau en une seconde et en connaissant la vitesse du train, on pourrait calculer mathématiquement la taille de chaque wagon pour chaque train.

Par exemple, si le train se déplace à une vitesse de 10 miles par seconde et que 10 wagons passent en une seconde, chaque wagon aura une longueur de 1 mile. Si l'autre train se déplace également à 10 miles par seconde et que 20 wagons passent en une seconde, alors on sait que chaque wagon fait 1/2 mile de long pour ce train. Cet exemple montre que connaître la fréquence d'une onde électromagnétique vous donne la longueur d'onde, puisque toutes les ondes électromagnétiques se déplacent à la vitesse de la lumière de sorte que c = v (lambda) où v est la fréquence et lambda la longueur d'onde, et c la vitesse de la lumière. Par conséquent, une autre façon d'exprimer la fréquence consiste à dire que la fréquence est c sur lambda.

Deux trains différents circulant à la même vitesse
Deux trains différents circulant à la même vitesse

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