Les vibrations et les oscillations des systèmes mécaniques restent l’un des domaines d’études les plus importants en physique. Pratiquement tous les systèmes oscillent ou vibrent librement de nombreuses façons..
Qu'ont en commun une bouée de mer, une guitare, un enfant en balançoire ou un battement de coeur? Ils oscillent tous - signifiant qu'ils vont et viennent entre deux points. Le corps humain lui-même est un trésor de phénomènes vibratoires. Même les atomes de notre corps vibrent. Chaque système qui oscille a quelque chose en commun. Cela implique de la force et de l'énergie. Vous commencez un mouvement en poussant l'enfant dans une balançoire ou vous pouvez augmenter l'énergie des atomes vibrant dans un cristal avec de la chaleur. Alors les oscillations créent des vagues.
Qu'est-ce que les oscillations ou les vagues ont en commun? La caractéristique qui relie de tels phénomènes est la périodicité. Il est clair qu'un petit nombre de principes sous-jacents décrivent tous les phénomènes, ce qui prouve qu'ils sont communs à ce que vous auriez pu imaginer. Vous remarquerez un motif ou un mouvement dans chaque phénomène qui se répète encore et encore. Un mouvement périodique est un mouvement qui se répète encore et encore à intervalles réguliers, comme celui présenté par une corde de guitare ou le mouvement de va-et-vient d'un enfant dans une balançoire. Le temps nécessaire pour terminer un cycle de vibration ou une oscillation est appelé la période d’une onde. La fréquence fait simplement référence au nombre de cycles d'une oscillation par seconde.
La fréquence d'une onde fait simplement référence au nombre de cycles complets ou d'oscillations qui se produisent en une seconde. Il est mesuré en cycles par seconde ou en hertz (Hz). Un cycle est une oscillation complète et une vibration peut être un événement unique ou multiple, alors que les oscillations sont généralement répétitives pendant plusieurs cycles. Il est généralement désigné par la lettre «f» et est exprimé par:
f = 1 / T, où 'T' représente la période et 'f' la fréquence.
La période est l'inverse de la fréquence et est définie comme le temps pris pour un aller-retour complet de la vibration ou de l'oscillation. Il se réfère simplement au temps nécessaire pour que quelque chose se produise périodiquement et il est mesuré en secondes par cycle. La période de temps est inverse de la fréquence, ce qui signifie que les deux quantités sont inversement proportionnelles. Sous forme d'équation, la période est exprimée comme suit:
T = 1 / f, où 'f' est la fréquence et 'T' la période.
Les termes période et fréquence sont liés, car ils présentent un certain schéma de mouvement, mais ils sont nettement différents. Les deux sont liés à un phénomène périodique et sont souvent confondus. Période désigne le temps nécessaire à une vague pour effectuer un cycle complet d'oscillation ou de vibration. La fréquence, au contraire, fait référence au nombre de cycles complets ou d'oscillations se produisent par seconde. La période est une quantité liée au temps, alors que la fréquence est liée au taux. Période se réfère simplement au temps nécessaire pour que quelque chose se produise périodiquement, alors que fréquence signifie à quelle fréquence.
Les deux quantités sont inversement proportionnelles. La fréquence est exprimée en cycles par seconde, oscillation par seconde, vibrations par seconde, etc. et est généralement désignée par la lettre «f». La période est exprimée en secondes par cycle. L'unité de fréquence est le hertz (Hz) et «T» représente la période d'une oscillation complète. En termes mathématiques, les deux quantités sont réciproques. Sous forme d'équation, la fréquence et la période sont exprimées comme suit:
f = 1 / T, où f est la fréquence et T est la période.
Il peut aussi être exprimé par:
T = 1 / f
Disons qu'une vague met une seconde à osciller de haut en bas, ce qui signifie que la période de temps de la vague est de 1 seconde. La fréquence et la période sont inversement proportionnelles. Comme il n’ya qu’un cycle à la seconde, la fréquence de l’onde serait de 1 cycle par seconde. Et si la vague prenait une demi-seconde pour osciller le cycle complet, la période de cette vague serait de 0,5 seconde et la fréquence de 1 / 0,5 = 2, soit 2 cycles par seconde. Donc, plus la période est longue, plus la fréquence est basse et inversement.
La fréquence et la période sont les paramètres fondamentaux des ondes, liées entre elles, mais elles sont nettement différentes en termes de quantité. La fréquence d'une onde est liée à la quantité de débit, alors que la période d'une onde est liée à la quantité de temps. La période de temps fait référence au temps nécessaire à une vague pour effectuer un cycle complet d'oscillation ou de vibration, inverse de la fréquence. La fréquence fait référence au nombre de vibrations qui se produisent en une seconde, qui est l'inverse de la période. La fréquence est généralement mesurée en Hertz (Hz) et la période est mesurée en secondes. Les deux sont inversement proportionnels l'un à l'autre, ce qui signifie que si la fréquence est plus élevée, la période est plus basse et vice-versa. La fréquence est désignée par la lettre «f» et la période par «T».