周波数

さまざまな種類の正弦波。

周波数（しゅうはすう、frequency）は、工学、とくに電気工学・電波工学や音響工学などにおいて、電気振動（電磁波や振動電流）などの現象が単位時間（ヘルツの場合は一秒）当たりに繰り返される回数である。

[編集] 概要

周波数は、波動や振動の周期の逆数であり、単位は「ヘルツ」 (Hz)が使われる。かつては、「サイクル毎秒」（c/s、略して「サイクル」）が使われていたが、1970年代にヘルツに切り替えられた。

振動数も英語では frequency でありほぼ同義であるが、「周波数」がおもに電気・電波に関する工学用語として用いられるのに対し、「振動数」は力学的運動など自然科学（理学）における物理現象に用いられることが多い。

波動現象において、周期を T [s] とすると、波の周波数 f [Hz] は次のように定義される。

$f = \frac{1}{T} \ \mathrm{[Hz]}$

さらに、波の速さを v [m/s]、波長を λ [m]とすると

$v T = \frac{v}{f} = \lambda \ \mathrm{[m]}$

または

$v = f \lambda \ \mathrm{[m/s]}$

という関係が成り立ち、周波数 f は

$f = \frac{v}{\lambda} \ \mathrm{[Hz]}$

で表される（等速円運動・単振動などの現象については、振動数の項を参照）。

便宜上、より長くてより遅い波（水面波など）は、周波数（frequency）よりむしろ周期（Period）で記述する傾向がある。短くて速い波（オーディオやラジオなど）は、通常周期の代わりに周波数によって記述される。これらの一般的に用いられる変換は、以下のリストで示される：

周波数:	1 mHz (10^-3)	1 Hz (10⁰)	1 kHz (10³)	1 MHz (10⁶)	1 GHz (10⁹)	1 THz (10¹²)
周期 (時間):	1 ks (10³)	1 s (10⁰)	1 ms (10^-3)	1 µs (10^-6)	1 ns (10^-9)	1 ps (10^-12)

あらゆる交流信号は、正周波数を持つとともに負周波数も持つ。普通は、負周波数を無視しても問題ない。

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