ความถี่

ความถี่
ลูกตุ้มแกว่งสมบูรณ์ 25 รอบใน 60 วินาที ความถี่ 0.416 เฮิรตซ์
สัญลักษณ์ทั่วไป	f, ν
หน่วยเอสไอ	เฮิรตซ์ (Hz)
หน่วยอื่น	รอบต่อวินาที (cps) รอบต่อนาที (rpm หรือ r/min)
ในหน่วยฐานเอสไอ	s−1
อนุพันธ์ จากปริมาณอื่น	f = 1 / T
มิติ	${\displaystyle {\mathsf {T}}^{-1}}$

ความถี่ (อังกฤษ: frequency) คือจำนวนการเกิดเหตุการณ์ซ้ำในหนึ่งหน่วยของเวลา^[1] ความถี่อาจเรียกว่า ความถี่เชิงเวลา (temporal frequency) หมายถึงแสดงให้เห็นว่าต่างจากความถี่เชิงพื้นที่ (spatial) และความถี่เชิงมุม (angular) คาบคือระยะเวลาของหนึ่งวงจรในเหตุการณ์ที่เกิดซ้ำ ดังนั้นคาบจึงเป็นส่วนกลับของความถี่^[2] ตัวอย่างเช่น ถ้าหัวใจของทารกเกิดใหม่เต้นที่ความถี่ 120 ครั้งต่อนาที คาบ (ช่วงเวลาระหว่างจังหวะหัวใจ) คือครึ่งวินาที (นั่นคือ 60 วินาทีหารจาก 120 จังหวะ) ความถี่เป็นตัวแปรสำคัญในวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม สำหรับระบุอัตราของปรากฏการณ์การแกว่งและการสั่น เช่น การสั่นของเครื่องจักร โสตสัญญาณ (เสียง) คลื่นวิทยุ และแสง

ในกระบวนการของวงจร เช่น การหมุน การแกว่ง หรือคลื่น ความถี่นิยามโดยจำนวนวงจรต่อหน่วยเวลา ในหลักการของฟิสิกส์และวิศวกรรมศาสตร์ เช่น ทัศนศาสตร์ สวนศาสตร์ วิทยุ ความถี่มักแทนด้วยตัวอักษรละติน f หรือตัวอักษรกรีก "${\displaystyle \nu }$" หรือ ν (นิว)

ความสัมพันธ์ระหว่างความถี่กับคาบของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นซ้ำหรือการแกว่ง กำหนดให้

${\displaystyle f={\frac {1}{T}}.}$

หน่วยอนุพันธ์เอสไอ ของความถี่คือเฮิรตซ์ (hertz) ตั้งจากนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ ไฮน์ริช เฮิรตซ์ ความถี่หนึ่งเฮิรตซ์หมายถึงเหตุการณ์เกิดหนึ่งครั้งต่อวินาที ชื่อหน่วยเดิมคือ วงจรต่อวินาที (cycles per second, cps) หน่วยเอสไอของคาบคือวินาที

หน่วยวัดดั้งเดิมที่ใช้กับอุปกรณ์เครื่องกลคือ รอบต่อนาที (revolutions per minute) ย่อว่า r/min หรือ rpm หน่วย 60 rpm เท่ากับหนึ่งเฮิรตซ์^[3]

สำหรับคลื่นเสียง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (เช่นคลื่นวิทยุหรือแสง) สัญญาณไฟฟ้า หรือคลื่นอื่นๆ ความถี่ในหน่วยเฮิรตซ์ของคลื่นนั้นคือจำนวนรอบที่คลื่นนั้นซำรอยเดิมในหนึ่งวินาที สำหรับคลื่นเสียง ความถี่คือปริมาณที่บ่งบอกความทุ้มแหลม

ความถี่ของคลื่นมีความสัมพันธ์กับความยาวคลื่น กล่าวคือความถี่ f มีค่าเท่ากับความเร็ว v ของคลื่นหารด้วยความยาวคลื่น λ (lambda) :

${\displaystyle f={\frac {v}{\lambda }}}$

ในกรณีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เดินทางในสุญญากาศ ความเร็วด้านบนก็คือความเร็วแสง และสมการด้านบนก็เขียนใหม่ได้เป็น:

${\displaystyle f={\frac {c}{\lambda }}}$

หมายเหตุ: เมื่อคลื่นเดินทางจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง ความถี่ของคลื่นจะยังคงที่อยู่ ในขณะที่ความยาวคลื่นและความเร็วเปลี่ยนไปตามตัวกลาง

โดยทั่วไปเราสามารถแบ่งได้ดังนี้

• ความถี่มาตรฐานของโน้ตตัว A (ลา) นั้นถูกกำหนดไว้ที่ 440 เฮิรตซ์ ซึ่งเท่ากับ 440 รอบต่อวินาที และเป็นความถี่ที่วงออเคสตราใช้เป็นหลักในการตั้งเสียง
• มนุษย์เราจะได้ยินเสียงความถี่ ตั้งแต่ 20 - 20,000 เฮิรตซ์ โดยเสียงที่ต่ำกว่า 20 เฮิรตซ์ เราจะเรียกว่า อินฟราโซนิก และเสียงที่สูงๆขึ้นไปมากกว่า 20,000 เฮิรตซ์ เรียกว่า อัลตราโซนิก
• เปียโน มีความถี่เสียง ตั้งแต่ 27.5 - 4,186 เฮิรตซ์
• กีตาร์ มีความถี่เสียง ตั้งแต่ 82 - 1,174 เฮิรตซ์
• กีตาร์เบส มีความถี่เสียง ตั้งแต่ 82 - 1,174 เฮิรตซ์
• ในทวีปยุโรป ความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับคือ 50 เฮิรตซ์ (ใกล้เคียงกับโน้ตตัว G) ที่ความต่างศักย์ 230 โวลต์
• ในทวีปอเมริกาเหนือ ความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับคือ 60 เฮิรตซ์ (ใกล้เคียงกับโน้ตตัว B แฟลต) 117 โวลต์

• คลื่น ความกว้างคลื่น ความยาวคลื่น แอมพลิจูด
• ความถี่เชิงมุม การเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์โมนิก
• ดนตรี - ความทุ้มแหลม โน้ตดนตรี การตั้งเสียง
• แสง คลื่นแสง ความกว้างคลื่นแสง ความยาวคลื่นแสง สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
• คลื่นวิทยุ ความถี่วิทยุ

1. ↑ "Definition of FREQUENCY". สืบค้นเมื่อ 3 October 2016.
2. ↑ "Definition of PERIOD". สืบค้นเมื่อ 3 October 2016.
3. ↑ Davies, A. (1997). Handbook of Condition Monitoring: Techniques and Methodology. New York: Springer. ISBN 978-0-412-61320-3.