Sagedus on see, kui sageli mingi sündmus teatud aja jooksul kordub.
Füüsikas on laine sagedus laineharjade arv, mis läbib punkti ühe sekundi jooksul (laineharju on laine tipp).
Hertz (sümbol Hz) on sageduse ühik.
Sageduse ja lainepikkuse vaheline seos on väljendatud valemiga:
f = v / λ {\displaystyle f=v/\lambda } 
kus v on kiirus ja λ {\displaystyle \lambda} 
(lambda) on lainepikkus. Valguslainete sageduse valem on f = c / λ {\displaystyle f=c/\lambda }
, kus c on valguse kiirus.
Kõik elektromagnetlained liiguvad vaakumis valguse kiirusega, kuid kui nad liiguvad läbi keskkonna, mis ei ole vaakum, siis aeglasemalt. Teised lained, näiteks helilained, liiguvad palju väiksema kiirusega ja ei saa liikuda läbi vaakumi.
Elektromagnetlained on näiteks: valguslained, raadiolained, infrapunakiirgus, mikrolained ja gammalained.
Peamised valemid ja tähistused
- Seos lainepikkuse ja sageduse vahel: f = v / λ (kus v on laine kiirus keskkonnas ja λ lainepikkus).
- Valguse puhul vaakumis: f = c / λ, kus c = 299 792 458 m/s (valguse kiirus vaakumis).
- Periood: T = 1 / f — periood on ühe tsükli kestus (sekundites).
- Nurk-sagedus: ω = 2π f — kasutusel lainete ja harmonilise liikumise matemaatikas.
- Footonite energia (elektromagnetlained): E = h f, kus h = 6.62607015×10−34 J·s on Plancki konstant. See seos on oluline valguse ja teiste kvantitud kiirguste puhul.
Ühikud ja sagedusvahemikud
- Hertz (Hz) on üksus, mis tähistab sündmusi sekundis. 1 Hz = 1/s.
- Suuremate sageduste puhul kasutatakse sageduse prefikseid: kHz (kiloherts, 10^3 Hz), MHz (megaherts, 10^6 Hz), GHz (gigaherts, 10^9 Hz) jms.
- Kellegi pöörlemiskiirusest rääkides saab teisendada pöörlemist hertsideks: f (Hz) = rpm / 60 (kus rpm on pöörete arv minutis).
Näited ja tüüpilised sagedused
- Kuuldav heli: infrasound <20 hz, inimese kuulmisvahemik umbes 20 hz–20 khz, ultraheli>20 kHz.
- Helilainete kiirus õhus: umbes 343 m/s temperatuuril 20 °C (seega lainepikkus 1 kHz toonil on ~0,343 m).
- Raadio- ja mikrolainete näited: AM jaotuses ~530–1700 kHz, FM-raadio 88–108 MHz, Wi-Fi sagedused 2,4 GHz ja 5 GHz, mobiilsidete sagedused sageli sadu MHz kuni mitu GHz.
- Nähtav valgus: lainepikkused umbes 380–750 nm (nanomeetrit) vastavad sagedustele ligikaudu 4×10^14–7.9×10^14 Hz.
- Gammakiirgus: väga kõrge sagedusega elektromagnetlainete lõik; sagedused võivad olla üle 10^18 Hz (väga väikeste lainepikkustega).
Kasutusvaldkonnad ja mõõtmise meetodid
- Sagedus on tähtis raadioside, audio- ja helitehnika, optika, spektraalanalüüsi ja paljude teiste valdkondade jaoks.
- Sagedust saab mõõta frekuentsiloenduritega, osciloskoopide abil ning spektraalanalüsaatoritega, mis näitavad signaali amplituudi sageduse funktsioonina.
- Kõrgema sagedusega elektronika (nt raadiovastuvõtjad, raadiosaatjad) nõuab täpseid sageduskontrolle ja stabiliseeritud osutajaid (kellad, kristalloscillaatorid).
Tähtsad märkused
- Sagedus iseloomustab laine korduvust, kuid laine komplekssuses (näiteks mitme sageduse koosmõju) kasutatakse sageli spektrit, mis näitab erinevate sageduste osakaalu.
- Kui laine liigub keskkonnas, millel on hälbed (nt dispersioon), siis laine kiirus sõltub sagedusest ja seega ei kehti lihtne v = f λ kõigi komponentide kohta sama kujul — see on oluline optikas ja lainefüüsikas.
- Oluline on märkida eri mõõtesüsteemide ja prefiksite korrektne kasutamine ning ühikute teisendamine (näiteks nm → m: 1 nm = 1×10−9 m), kui arvutatakse sagedusi valguse puhul.
Kui soovite, võin lisada arvutusnäiteid (nt teisendada nähtava valguse lainepikkust sageduseks või leida helilaine lainepikkuse antud sageduse ja õhu temperatuuri korral) või selgitada täpsemalt dispersiooni ja resonantsi mõju sagedusele.
