magnitud

frecuencia

El número de ocurrencias de un evento repetitivo por unidad de tiempo, como oscilaciones u ondas.
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Descripción

La frecuencia es el número de veces que ocurre un evento repetitivo por unidad de tiempo, típicamente medida en hercios (Hz), donde 1 Hz equivale a un ciclo por segundo. Es una propiedad fundamental de cualquier fenómeno periódico, desde la vibración de una cuerda de guitarra hasta la oscilación de una onda electromagnética. La frecuencia determina el tono del sonido, el color de la luz y la energía de los fotones.

Historia

El concepto de frecuencia fue formalizado en el siglo XVII por Galileo Galilei, quien observó la relación entre el tono y la tasa de vibración, y más tarde por Christian Huygens, quien lo utilizó en su teoría ondulatoria de la luz. La unidad 'hercio' fue adoptada en 1930 en honor a Heinrich Hertz, quien confirmó experimentalmente las ondas electromagnéticas.

Cómo funciona

Para una onda, la frecuencia es el recíproco del período (el tiempo de un ciclo completo). Se relaciona con la longitud de onda y la velocidad mediante la ecuación v = fλ, donde v es la velocidad de la onda, f es la frecuencia y λ es la longitud de onda. En mecánica cuántica, la energía de un fotón es directamente proporcional a su frecuencia (E = hf), vinculando la frecuencia con el mundo microscópico.

En la práctica

La frecuencia se utiliza en la radiodifusión de radio y televisión, en redes Wi-Fi y celulares, en imágenes médicas (ultrasonido) y en la afinación de instrumentos musicales.

Dato curioso

La frecuencia de la radiación de fondo de microondas, el resplandor del Big Bang, ha sido estirada por la expansión del universo desde la luz visible hasta las microondas, un desplazamiento de aproximadamente un factor de 1,000.

Concept graph →

Fórmulas

$$E = h f$$
Photon energy equals Planck constant times frequency.
Qué hay en la fórmula
EvariableEnergy of a photon — energía joule
fvariableFrequency of the electromagnetic wave — frecuencia hertz
hconstanteFundamental constant relating energy to frequency in quantum mechanics — constante de Planck = 6.62607015e-34 joule second
$$\frac{\Delta f}{f} = \frac{g \Delta h}{c^2}$$
Clock frequency increases with height in a gravitational field.
Qué hay en la fórmula
ΔfvariableChange in clock frequency — frequency change hertz
fvariableClock frequency at reference height — frecuencia hertz
gvariableLocal gravitational acceleration — aceleración gravitacional metre per second squared
ΔhvariableHeight difference — height difference metre
cconstanteSpeed of light in vacuum — velocidad de la luz = 299792458 metre per second
$$\int d\ln f \, h_0^2 \Omega_{\rm GW}(f) \propto \Delta N_{\rm eff}$$
Integrated GW spectrum contributes to effective neutrino species.
Qué hay en la fórmula
fvariableGravitational wave frequency — frecuencia hertz
h_0variableDimensionless Hubble constant (H_0/100 km/s/Mpc) — reduced hubble constant
Ω_GWvariableGravitational wave energy density per logarithmic frequency — gravitational wave energy density parameter
ΔN_effvariableEffective number of extra neutrino species — effective neutrino number
∫ d ln foperadorIntegration over logarithmic frequency — logarithmic integral
$$f_{\rm reh} \propto T_{\rm reh}$$
Gravitational wave knee frequency scales with reheating temperature.
Qué hay en la fórmula
f_rehvariableGravitational wave knee frequency at reheating — frecuencia hertz
T_rehvariableReheating temperature — temperatura kelvin
$$\text{ASD}(f) = \sqrt{S(f)}$$
ASD is the square root of the power spectral density.
Qué hay en la fórmula
\text{ASD}(f)variableAmplitude spectral density at frequency f — amplitude spectral density per root hertz
S(f)variablePower spectral density at frequency f — densidad espectral de potencia per hertz
fvariableFrequency — frecuencia hertz
\sqrt{}operadorMathematical operation taking the square root — raíz cuadrada
$$\dot{f}_{\mathrm{GW}} = \frac{96}{5} \pi^{8/3} \frac{G^{5/3}}{c^5} \mathcal{M}^{5/3} f_{\mathrm{GW}}^{11/3}$$
The rate of change of gravitational wave frequency depends on chirp mass.
Qué hay en la fórmula
\dot{f}_{\mathrm{GW}variabletime derivative of gravitational wave frequency — frequency derivative hertz per second
\mathcal{M}variablechirp mass of the binary system — chirp mass kilogram
f_{\mathrm{GW}}variablegravitational wave frequency — frecuencia hertz
Gconstanteconstant of universal gravitation — constante gravitacional = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared
cconstantespeed of light in vacuum — velocidad de la luz = 299792458 metre per second

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