LA FREQUENZA IN FISICA

 

 

La frequenza è una grandezza che misura fenomeni periodici o processi ripetitivi.

In fisica la frequenza di un fenomeno che presenta un andamento costituito da eventi che nel tempo si ripetono identici o quasi identici, viene data dal numero f di volte con cui il fenomeno si ripete nell'unità di tempo.

Un modo per calcolare una tale frequenza consiste nel fissare un intervallo di tempo, nel contare il numero di occorrenze dell'evento che si ripete in tale intervallo di tempo e nel dividere quindi il risultato di questo conteggio per la ampiezza dell'intervallo di tempo. In alternativa, si può misurare l'intervallo di tempo tra gli istanti iniziali di due eventi successivi (il periodo) e quindi calcolare la frequenza come grandezza reciproca di questa durata:

 

f = \frac{1}{T}

 

dove T esprime il periodo.

La frequenza è quindi l'inverso del periodo T, che misura la durata del fenomeno.

Misurando T in secondi, f risulta misurata in s–1; l'unità di misura si chiama hertz (simbolo Hz), dal fisico tedesco Heinrich Rudolf Hertz, dove 1 Hz caratterizza un evento che occorre una volta in un secondo.

 

Vari usi del termine frequenza in fisica

 

Frequenza angolare è sinonimo di pulsazione.

Considerando un fenomeno periodico come sovrapposizione di un numero finito o infinito di fenomeni sinusoidali, di frequenza multipla della frequenza inferiore, questa coincide con la frequenza del fenomeno globale e si chiama anche frequenza fondamentale; le frequenze successive sono chiamate frequenze armoniche.

Frequenza acustica è la frequenza compresa nel campo di esistenza delle onde sonore udibili (da 15 a 20.000-25.000 Hz); frequenza ultrasonica è la frequenza degli ultrasuoni (da 20-25 kHz a 109 kHz); inoltre per frequenza infrasonica si intende quella delle onde sonore di frequenza inferiore a 15 Hz.

Per campione di frequenza si intende un sistema oscillante avente frequenza di risonanza, cioè la frequenza alla quale l'ampiezza di oscillazione del sistema raggiunge il valore massimo di elevatissima stabilità. In relazione alla definizione di frequenza, i campioni di frequenza sono anche campioni di tempo. Il campione primario, corrispondente all'attuale definizione del secondo come unità fondamentale di tempo, nel Sistema Internazionale (SI), è di tipo atomico e sfrutta una transizione iperfina dell'atomo di cesio, generando un segnale elettrico la cui frequenza, di 9.192.631.770 Hz, ha una stabilità tale che occorrerebbero 5-1011 anni perché si spostasse di 1 Hz. I campioni secondari sono ancora del tipo atomico, con atomo di rubidio, e risonatori a quarzo piezoelettrico.