Dažnumas - tai, kaip dažnai įvykis kartojasi per tam tikrą laiką. Dažniausiai dažnis matuojamas vienetais „hercas“ (Hz), kurie reiškia įvykių skaičių per vieną sekundę.
Fizikoje bangos dažnis - tai bangos keterų, kurios praeina pro tam tikrą tašką per vieną sekundę, skaičius (bangos keterą sudaro bangos viršūnė). Kartu su dažniu svarbus yra ir periodo dydis: periodas T yra laikas tarp dviejų gretimų keterų ir susijęs su dažniu formule T = 1 / f.
Hercas (simbolis Hz) yra dažnio vienetas. Dažniai dažnai išreiškiami ir didesniais vienetais:
- kHz (kilohercai) = 10³ Hz,
- MHz (megahercai) = 10⁶ Hz,
- GHz (gigahercai) = 10⁹ Hz,
- THz (terahercai) = 10¹² Hz.
Ryšys tarp dažnio ir bangos ilgio išreiškiamas formule:
f = v / λ {\displaystyle f=v/\lambda } 
kur v yra bangos sklidimo greitis, o λ {\displaystyle \lambda } 
(lambda) yra bangos ilgis. Iš šios formulės matyti ir kitaip: bangos greitis v = f·λ.
Šviesos bangų dažnio formulė yra f = c / λ {\displaystyle f=c/\lambda }, 
kur c yra šviesos greitis vakuume (apie 3,00·10⁸ m/s).
Kaip dažnis susijęs su periodu ir kampiniu dažniu
Periodas T ir dažnis f yra susiję paprastai: T = 1 / f. Kampinis dažnis ω (naudojamas sinuso formoms aprašyti) susijęs su dažniu formule ω = 2π f.
Bangų sklidimo sąlygos
Visos elektromagnetinės bangos vakuume sklinda šviesos greičiu, tačiau jos sklinda lėčiau, kai sklinda per terpę, kuri nėra vakuumas. Greitis terpėje susijęs su vakuuminio greičio c ir terpės lūžio rodikliu n: v = c / n. Kitos bangos, pavyzdžiui, garso bangos, sklinda daug mažesniu greičiu ir negali sklisti vakuume.
Dažnių pavyzdžiai ir reikšmės
Žemiau – keli praktiniai pavyzdžiai, kad būtų aiškiau, kokie būna dažniai:
- Žmogaus girdimas garsas: maždaug 20 Hz – 20 kHz. Pavyzdžiui, styginės gitaros A (A4) garsas turi apie 440 Hz, taigi jo periodas T ≈ 1/440 ≈ 2,27·10⁻³ s (2,27 ms).
- Radijo bangos: nuo kelių kHz (ilgų bangų) iki GHz (mikrobangų ir aukštųjų dažnių). Pvz., FM radijas paprastai yra 88–108 MHz.
- Infraraudonieji, matoma šviesa ir ultravioletas: matoma šviesa atitinka labai aukštus dažnius. Matomos srities bangos ilgis ~380–750 nm, tai atitinka dažnius maždaug 4·10¹⁴ – 7,5·10¹⁴ Hz (400–750 THz).
- Mikrobangos ir gama spinduliai: gama spinduliai turi itin didelius dažnius (daug kartų didesnius už optinius dažnius), mikrobangų dažniai paprastai yra GHz intervalo.
Skaičiavimo pavyzdžiai
- Pavyzdys (garsas): jei garso bangos ilgis ore yra λ = 1 m, o garso greitis v ≈ 343 m/s, tai dažnis f = v/λ ≈ 343 Hz.
- Pavyzdys (šviesa): jei matomos šviesos bangos ilgis yra λ = 500 nm (5·10⁻⁷ m), tai f = c/λ ≈ (3·10⁸ m/s)/(5·10⁻⁷ m) ≈ 6·10¹⁴ Hz.
Matuoklės ir prietaisai
Dažnį galima išmatuoti keliais būdais: skaitmeniniais dažnio skaitikliais (frequency counters), osciloskopais (matuojant periodą ir apskaičiuojant f = 1/T) arba spektrometrais (optiniams dažniams/dažnių pasiskirstymui analizuoti).
Elektromagnetinių bangų pavyzdžiai: šviesos bangos, radijo bangos, infraraudonieji spinduliai, mikrobangos ir gama bangos.
Santrauka: dažnis nurodo periodinių reiškinių pasikartojimų skaičių per laiką; bangų atveju jis glaudžiai susijęs su bangos ilgiu ir sklidimo greičiu per formulę f = v/λ. Dažnis yra pagrindinis dydis aprašant bangų elgseną, signalus, muziką ir daugeliui technologinių taikomųjų sričių.
