Die Schwingungen und Schwingungen mechanischer Systeme sind nach wie vor eines der wichtigsten Forschungsgebiete der Physik. Nahezu jedes System schwingt oder vibriert auf vielfältige Weise frei.

Was haben eine Ozeanboje, eine Gitarre, ein Kind in einer Schaukel oder das Schlagen des Herzens gemeinsam? Sie alle oszillieren – das heißt, sie bewegen sich zwischen zwei Punkten hin und her. Der menschliche Körper selbst ist eine Fundgrube für Schwingungsphänomene. Sogar die Atome in unserem Körper vibrieren. Jedes oszillierende System hat etwas gemeinsam. Es geht um Kraft und Energie. Sie beginnen eine Bewegung, indem Sie das Kind in eine Schaukel schieben, oder Sie können die Energie von Atomen erhöhen, die in einem Kristall mit Wärme vibrieren. Schwingungen erzeugen also Wellen.

Was haben Schwingungen oder Wellen gemeinsam? Das Merkmal, das solche Phänomene in Beziehung setzt, ist die Periodizität. Es ist klar, dass eine kleine Anzahl von zugrunde liegenden Prinzipien alle Phänomene beschreiben, was beweist, dass sie häufiger sind, als Sie es sich hätten vorstellen können. Sie werden in jedem Phänomen ein bestimmtes Muster oder eine bestimmte Bewegung bemerken, die sich immer wieder wiederholt. Eine periodische Bewegung ist eine Bewegung, die sich in regelmäßigen Abständen wiederholt, z. B. die einer Gitarrensaite oder die Hin- und Herbewegung eines Kindes in einer Schaukel. Die Zeit bis zum Abschluss eines Schwingungszyklus oder einer Schwingung wird als Periode einer Welle bezeichnet. Frequenz bezieht sich einfach auf die Anzahl der Zyklen einer Schwingung pro Sekunde auftreten.

Was ist Frequenz?

Die Frequenz einer Welle bezieht sich einfach auf die Anzahl der vollständigen Zyklen oder Schwingungen, die in einer Sekunde auftreten. Es wird in Zyklen pro Sekunde oder Hertz (Hz) gemessen. Ein Zyklus ist eine vollständige Schwingung und eine Schwingung kann ein einzelnes oder mehrere Ereignisse sein, wohingegen Schwingungen sich meistens für eine Anzahl von Zyklen wiederholen. Es wird normalerweise mit dem Buchstaben „f“ bezeichnet und ausgedrückt als:

f = 1/T, wobei „T“ die Zeitperiode und „f“ die Frequenz darstellt.

Was ist eine Periode?

Periode ist die Umkehrung der Frequenz und ist definiert als die Zeit, die für eine vollständige Hin- und Rückfahrt der Vibration oder Schwingung benötigt wird. Es bezieht sich einfach auf die Zeit, in der etwas periodisch auftritt, und wird in Sekunden pro Zyklus gemessen. Die Zeitperiode ist reziprok zur Frequenz, was bedeutet, dass beide Größen umgekehrt proportional zueinander sind. In Gleichungsform wird Periode ausgedrückt als:

T = 1 / f, wobei ‚f‘ die Frequenz und ‚T‘ die Zeitperiode ist.

Unterschied zwischen Periode und Frequenz

1. Definition von Periode und Frequenz

Beide Begriffe Periode und Frequenz sind verwandt, weil sie ein bestimmtes Bewegungsmuster aufweisen, sich jedoch deutlich unterscheiden. Beide sind mit periodischen Phänomenen verbunden und werden oft miteinander verwechselt. Periode bezieht sich auf die Zeit, die eine Welle benötigt, um einen vollständigen Schwingungs- oder Vibrationszyklus abzuschließen. Frequenz, im Gegenteil, bezieht sich auf die Anzahl der vollständigen Zyklen oder Schwingungen pro Sekunde auftreten. Die Periode ist eine zeitbezogene Größe, während die Häufigkeit mit der Rate zusammenhängt. Periode bezieht sich einfach auf die Zeit, in der etwas periodisch auftritt, während Frequenz bedeutet, wie oft das passiert.

1. Verhältnis von Periode und Frequenz

Beide Größen sind umgekehrt proportional zueinander. Die Frequenz wird in Zyklen pro Sekunde, Schwanken pro Sekunde, Schwingungen pro Sekunde usw. ausgedrückt. und wird normalerweise mit dem Buchstaben „f“ bezeichnet. Die Periode wird in Sekunden pro Zyklus ausgedrückt. Die Einheit der Frequenz ist Hertz (Hz) und „T“ repräsentiert die Zeitperiode einer vollständigen Schwingung. Mathematisch gesehen sind beide Größen reziprok zueinander. In Gleichungsform werden Frequenz und Periode ausgedrückt als:

f = 1/T, wobei f die Frequenz und T die Periode ist.

Es kann auch ausgedrückt werden als:

T = 1/ f

1. Beispiel für Periode und Frequenz

Nehmen wir an, eine Welle braucht eine Sekunde, um auf und ab zu schwingen, was bedeutet, dass die Zeitspanne der Welle 1 Sekunde beträgt. Frequenz und Periode sind umgekehrt proportional zueinander. Da in einer Sekunde nur ein Zyklus auftritt, beträgt die Frequenz der Welle 1 Zyklus pro Sekunde. Und wenn die Welle eine halbe Sekunde brauchte, um den gesamten Zyklus zu schwingen, wäre die Periode dieser Welle 0,5 Sekunden und die Frequenz wäre 1/0,5 = 2, das sind 2 Zyklen pro Sekunde. Je länger der Zeitraum, desto niedriger die Frequenz und umgekehrt.

Periode vs. Frequenz: Vergleichstabelle

Zusammenfassung der Periode Vs. Frequenz

Sowohl Frequenz als auch Zeitperiode sind die fundamentalen Parameter von Wellen, die miteinander in Beziehung stehen, sich jedoch in Bezug auf die Menge deutlich unterscheiden. Die Frequenz einer Welle hängt mit der Ratenmenge zusammen, während die Zeitperiode einer Welle mit der Zeitmenge zusammenhängt. Der Zeitraum bezieht sich auf die Zeit, die eine Welle benötigt, um einen vollständigen Schwingungs- oder Schwingungszyklus abzuschließen, der umgekehrt zur Frequenz ist. Die Frequenz bezieht sich auf die Anzahl der Schwingungen, die in einer Sekunde auftreten, was die Umkehrung der Zeitperiode ist. Die Frequenz wird normalerweise in Hertz (Hz) und die Periode in Sekunden gemessen. Beide sind umgekehrt proportional zueinander, dh wenn die Frequenz höher ist, ist die Periode niedriger und umgekehrt. Die Frequenz wird mit dem Buchstaben ‚f‘ und die Periode mit ‚T‘ bezeichnet.