Калькулятор частоты

Калькулятор пригодится в задачах по физике, при работе с генераторами и осциллографом, при оценке длины волны радиосигнала или звука, при переводе частоты вращения из герц в обороты в минуту.

Что ввести:

• "Частота" - в герцах. Килогерцы и мегагерцы переведите: 1 кГц = 1000 Гц, 1 МГц = 1 000 000 Гц;
• "Период (для обратного перевода)" - в секундах: 1 мс = 0,001 с, 1 мкс = 0,000001 с. Из этого поля считается только "Частота по периоду";
• "Скорость распространения волны" - среда: свет в вакууме, звук в воздухе при 20 градусах Цельсия или звук в воде.

Значения берут из условия задачи, паспорта генератора или показаний осциллографа.

Типичные ошибки:

• частоту ввели в килогерцах или мегагерцах без перевода - все результаты сдвигаются в 1000 или миллион раз;
• перепутаны герцы и обороты в минуту: 50 Гц - это 3000 об/мин;
• для звука выбрана скорость света или наоборот.

Скорость звука в воздухе зависит от температуры (примерно 331 + 0,6 * температура м/с, температура - в градусов Цельсия), поэтому значение 343 м/с верно при 20 градусах Цельсия; при другой температуре длина волны звука будет немного другой. Период в секундах показывается с точностью до 9 знаков после запятой - для частот в гигагерцы он округлился бы до нуля, поэтому рядом выводится период в наносекундах: для 3 ГГц это 0,3333 нс.

Частота - число колебаний (или оборотов) в секунду, период - длительность одного колебания. Остальные величины выражаются через частоту:

Период = 1 / Частота
Угловая частота омега = 2пи * Частота
Длина волны длина волны = Скорость волны / Частота
Обороты в минуту = Частота * 60
Частота по периоду = 1 / Период

Частота - поле "Частота", Гц; Период - поле "Период (для обратного перевода)", с; Скорость волны - скорость распространения волны, м/с; пи примерно 3,141592653589793. Результаты: период в секундах (округление до 9 знаков) и в наносекундах (10^9 / частота, 4 знака), угловая частота в рад/с (4 знака), длина волны в метрах (6 знаков), обороты в минуту (2 знака), частота по периоду в Гц (6 знаков).

Скорости в списке:

• свет в вакууме - 299 792 458 м/с (точное значение по Брошюре СИ);
• звук в воздухе при 20 градусах Цельсия - 343 м/с;
• звук в воде - 1480 м/с (справочные таблицы физических величин).

По Брошюре СИ герц равен с^-1. Ограничение: частота и период должны быть отличны от нуля.

Пример: 50 Гц, звук в воздухе, период для обратного перевода 1 мс.

Период = 1 / 50 = 0,02 с
омега = 2пи * 50 примерно 314,1593 рад/с
длина волны = 343 / 50 = 6,86 м
Обороты = 50 * 60 = 3000 об/мин
Частота по периоду = 1 / 0,001 = 1000 Гц