Frecuencia

1. Ejemplos de ondas de distintas frecuencias; se observa la relación inversa con la longitud de onda.

Frecuencia es una medida que se utiliza generalmente para indicar el número de repeticiones de cualquier fenómeno o suceso periódico en la unidad de tiempo. Para calcular la frecuencia de un evento, se contabilizan un número de ocurrencias de este teniendo en cuenta un intervalo temporal, luego estas repeticiones se dividen por el tiempo transcurrido.

Según el Sistema Internacional, el resultado se mide en Hertzs (Hz), en honor a Heinrich Rudolf Hertz. Un hertz es aquel suceso o fenómeno repetido una vez por segundo, 2 Hz son dos sucesos (períodos) por segundo, 3 Hz son tres sucesos (períodos) por segundo, 4 Hz son cuatro sucesos (períodos) por segundo, 5 Hz son cinco sucesos (períodos) por segundo, con esto demostramos teóricamente que casi siempre hay una relación en el número de Hertz con las ocurrencias. Esta unidad se llamó originariamente como ciclo por segundo (cps) y aún se sigue utilizando. Otras unidades para indicar la frecuencia son revoluciones por minuto (rpm) y radianes por segundo (rad/s). Las pulsaciones del corazón o el tempo musical se mide como golpes por minuto (bpm, del inglés beats per minute).

$1\,\mathrm {Hz} ={\frac {1}{\mathrm {s} }}$

Un método alternativo para calcular la frecuencia es medir el tiempo entre dos repeticiones (periodo) y luego calcular la frecuencia (f) recíproca de esta manera:

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

donde T es el periodo de la señal.

Frecuencias de ondas

2. Dos frecuencias, una de ritmo superior a la otra.

La frecuencia tiene una relación inversa con el concepto de longitud de onda (ver gráfico 1 y 2), a mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa. La frecuencia f es igual a la velocidad v de la onda dividido por la longitud de onda λ (lambda):

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

En el caso especial de ondas electromagnéticas en el vacío, se tiene que v = c, siendo c la velocidad de la luz en el vacío, y por tanto se tiene:

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

Cuando las ondas viajan de un medio a otro, como por ejemplo de aire a agua, la frecuencia de la onda se mantiene constante, cambiando sólo su longitud de onda y la velocidad.

Aparte de que puede variar por el efecto Doppler, la frecuencia es una magnitud invariable en el universo. Es decir, no se puede modificar por ningún proceso físico excepto por su velocidad de propagación o longitud de onda...

Cambio de frecuencia

En las ciencias físicas y en telecomunicaciones, el término cambio de la frecuencia o cambio de estación, tiene los siguientes significados:

• Cualquier cambio en frecuencia
• Un cambio a propósito de las señales para diferentes propósitos

Ejemplos

• El oído humano es capaz de percibir frecuencias entre 20 y 20.000 Hz, aunque va disminuyendo por la edad. Esta respuesta en frecuencia se conoce como audiofrecuencia, pero el espectro sonoro es más amplio.
• En Europa, la frecuencia de corriente alterna para uso doméstico como electrodomésticos es de 50 Hz, en América del Norte de 60 Hz.

Física de la luz

• La energía radiante es la energía que se propaga bajo las ondas electromagnéticas. La mayoria de la gente considera que la luz del sol natural o la luz electrica es energía. El tipo de luz que percibimos con nuestros sensores opticos(ojos) se clasifica como luz blanca, y se compone de una gama de colores(rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil, violeta) sobre una gama de longitudes de onda o de frecuencia.
• La luz(blanca) visible es solamente una pequeña fracción del espectro entero de la radiación electromagnética. En el final corto de esa longitud de onda la escala es luz ultravioleta del sol, que no puede ser visto. En el final más largo de ese espectro es la luz infrarroja (IR), que se utiliza para la visión nocturna. En incluso longitudes de onda más cortas que ultravioleta son las rayos-X y los rayos gamma. En longitudes de onda más largas que el IR están las microondas, las ondas de radio, las ondas electromagnéticas en megaciclos y los kilociclos de gama, así como ondas naturales con frecuencias en la gama del milihercio y del microhercio.Una onda de 2 millihertz tiene una longitud de onda aproximadamente igual a la distancia de la tierra al sol. Una onda del microhertz ampliaría 0.0317 años luz. Una onda del nanohercio ampliaría 31.6881 años luz.
• La radiación electromágnetica se clasifica según la frecuencia (o la longitud de onda) de la luz. Esto incluye (en orden de la frecuencia cada vez mayor): ondas electromagnéticas naturales, ondas de radio, microondas, radiación del terahercio, radiación infrarroja (IR), radiación (ultravioleta) de la luz visible, ultravioleta, rayos-X y rayos gama. De éstos, las ondas electromagnéticas naturales tienen las longitudes de onda más largas y los rayos gama tienen el más corto. Una pequeña ventana de frecuencias, llamada el espectro visible o la luz, es detectada por el ojo de varios organismos, con las variaciones de los límites de este espectro estrecho.

Enlaces externos

• Calculadora de Frecuencia y Longitud de onda
• Calculator wavelenght, herramienta para convertir la frecuencia en longitud de onda y viceversa (en inglés)
• Calculator period, herramienta para convertir el periodo, la duración del ciclo a frecuencia