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Calculateur de fréquence

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Définition et formule de la fréquenceÉquation de la fréquence à partir de la longueur d'ondeComment utiliser le calculateur de fréquence ?Exemple : comment calculer la fréquence à partir de la période ?Exemple : comment trouver la fréquence d'une onde ?Application dans la vie réelleFAQ

Le calculateur de fréquence vous permettra de trouver la fréquence d'une onde donnée en fonction de sa période ou de sa longueur d'onde et de sa vitesse en un rien de temps. Vous pouvez choisir une vitesse d'onde dans la liste prédéfinie, ce qui vous évite d'avoir à vous en souvenir.

Dans ce texte, vous trouverez également la définition de la fréquence, deux formules de fréquence (l'une en fonction de la longueur d'onde et l'autre en fonction de la période), ainsi que quelques exemples montrant comment calculer la fréquence.

Si vous voulez en savoir plus sur les ondes, consultez notre calculateur de longueur d'onde, et si vous voulez connaître la fréquence des notes de musique, consultez le calculateur de fréquence des notes 🇺🇸.

Définition et formule de la fréquence

Observez le modèle d'onde suivant ; il vous aidera à comprendre les termes utilisés dans la définition de la fréquence qui se trouve en dessous.

Image d'une onde avec terminologie.
Source : Encyclopedia Britannica

La fréquence est le nombre d'oscillations (cycles) réalisé par seconde. En d'autres termes, la fréquence nous indique combien de crêtes d'onde passent par un point donné en une seconde.

Cette définition de la fréquence nous conduit à la formule de fréquence la plus simple :

f=1Tf=\frac{1}{T}

où :

ff – la fréquence
TT – le temps nécessaire pour accomplir une oscillation, mesuré en secondes

L'unité SI de la fréquence est le hertz (Hz), qui équivaut à 1/s (une oscillation par seconde). Les autres unités de fréquence sont le millihertz (mHz), le kilohertz (kHz), le mégahertz (MHz), le gigahertz (GHz) et le térahertz (THz).

Équation de la fréquence à partir de la longueur d'onde

Jetez un coup d'œil à cette autre image qui vous permettra de mieux comprendre la relation entre la fréquence et la longueur d'onde. La longueur d'onde est la distance entre deux crêtes adjacentes (ou creux). En d'autres termes, c'est la longueur d'oscillation. Plus la longueur d'onde est grande, plus la fréquence est basse :

Image d'une onde de basse fréquence et d'une onde de haute fréquence.
Source : Encyclopedia Britannica

Autre donnée nécessaire : la vitesse de déplacement des ondes détermine le nombre d'ondes qui passeront par un point donné en une seconde. En d'autres termes, plus la vitesse de l'onde est élevée, plus la fréquence est élevée.

Ces deux relations entre la fréquence et la longueur d'onde (λ)(\lambda) et entre la fréquence et la vitesse (vv) nous amènent à l'équation de fréquence suivante :

f=vλf=\frac{v}{\lambda}

Comment utiliser le calculateur de fréquence ?

Notre calculateur de fréquence intègre les formules de fréquence mentionnées précédemment. Vous pouvez donc l'utiliser comme calculateur de fréquence en fonction de la période ou comme calculateur de fréquence en fonction de la longueur d'onde.

Comment l'utiliser comme calculateur de fréquence par rapport à la période ? (Comment trouver la fréquence si vous connaissez la période ?)

  1. Entrez la durée d'une oscillation (période). Le calculateur déterminera la fréquence.

  2. Vous pouvez utiliser ce calculateur pour déterminer la période si vous connaissez sa fréquence.

Comment l'utiliser comme calculateur de fréquence par rapport à la longueur d'onde ? (Comment calculer la fréquence si vous connaissez la longueur d'onde ?)

  1. Choisissez le type d'onde et son milieu dans la liste déroulante du premier champ. Par défaut, il s'agit de lumière dans le vide. Si vous sélectionnez l'option « Vitesse d'onde personnalisée », vous pouvez saisir une vitesse d'onde de votre choix.

  2. Entrez la longueur d'onde et la valeur de la fréquence apparaîtra.

En fait, vous pouvez entrer deux variables quelconques et la troisième apparaîtra immédiatement ! 😀

Exemple : comment calculer la fréquence à partir de la période ?

Pour dissiper tout doute sur la manière de calculer la fréquence à partir de la période, analysons quelques exemples simples. Tout d'abord, rappelez-vous l'équation de la fréquence :

f=vλf=\frac{v}{\lambda}

Premier exemple

Comment trouver la fréquence d'une onde dont la durée d'oscillation est de 0,25 s ?

f=1T=10, ⁣25 s=4×1s\begin{align*} f&=\frac{1}{T}\\[1.2em] &=\frac{1}{0,\! 25\ \text{s}}\\[1.2em] &= 4\times\frac{1}{\text{s}} \end{align*}

N'oubliez pas de convertir 1s\frac{1}{\text{s}} en unité de fréquence :

f=4 Hzf = 4\ \text{Hz}

Deuxième exemple

Comment trouver la fréquence d'une onde dans laquelle 360 oscillations se produisent en 1 minute ?

f=3601 m=36060 s=6s=6 Hz\begin{align*} f&=\frac{360}{1\ \text{m}}\\[1.2em] &=\frac{360}{60\ \text{s}}\\[1.2em] &= \frac{6}{\text{s}}\\[1.2em] &= 6\ \text{Hz} \end{align*}

Exemple : comment trouver la fréquence d'une onde ?

Cette fois-ci, nous voulons savoir comment trouver la fréquence d'une onde si vous connaissez la vitesse de l'onde et la longueur d'onde. Vous devez utiliser la formule de fréquence suivante :

f=vλf=\frac{v}{\lambda}

Premier exemple

La vitesse d'une onde est égale à 320 m/s, et sa longueur d'onde est de 8 m. Pour trouver sa fréquence, nous arrivons à :

f=vλ=320 ms8 m=40s=40 Hz\begin{align*} f&=\frac{v}{\lambda}\\[1.2em] &=\frac{320\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}}{8\ \text{m}}\\[1.2em] &= \frac{40}{\text{s}}\\[1.2em] &= 40\ \text{Hz} \end{align*}

Deuxième exemple

Trouvez la fréquence de la lumière si la longueur d'onde est égale à 3 000 km. La vitesse de l'onde est alors égale à la vitesse de la lumière dans le vide, qui est d'environ 300000 kms300\, 000\ \tfrac{\text{km}}{\text{s}}. En utilisant la formule de la fréquence, nous obtenons :

f=vλ300000 kms3000 km100s100 Hz\begin{align*} f&=\frac{v}{\lambda}\\[1.2em] &\approx\frac{300\: 000\ \tfrac{\text{km}}{\text{s}}}{3\: 000\ \text{km}}\\[1.2em] &\approx \frac{100}{\text{s}}\\[1.2em] &\approx 100\ \text{Hz} \end{align*}

Application dans la vie réelle

Dans les communications sans fil, nous avons un volume ellipsoïde entre l'antenne émettrice et l'antenne réceptrice. Cette région est déterminée par la distance entre les antennes et la fréquence de l'onde sans fil. Elle est appelée zone de Fresnel et se présente comme ceci :

Définition de la zone de Fresnel.

Nous déduisons de la formule principale de la zone de Fresnel que plus la fréquence est élevée, plus le volume de l'ellipsoïde nécessaire pour une communication sans fil adéquate est petit. À l'inverse, pour une fréquence faible, nous obtenons une zone de Fresnel plus grande que la présence de bâtiments ou d'arbres peuvent facilement bloquer et, par conséquent, produire une communication sans fil instable.

💡 Vous pouvez en savoir plus sur la zone de Fresnel en consultant notre calculateur de zone de Fresnel 🇺🇸.

Lorsque deux ondes de fréquences différentes interfèrent l'une avec l'autre de manière constructive et destructive, elles produisent un modèle d'interaction appelé battement. Vous pouvez trouver la fréquence spécifique d'un battement à l'aide du calculateur de fréquence de battement 🇺🇸 d'Omni.

Un autre phénomène intéressant dû à l'interaction d'ondes de différentes fréquences est la résonance. La résonance peut se produire, par exemple, lorsque de l'air traverse une cavité, comme quand on souffle sur le goulot d'une bouteille vide.

Cette cavité résonnante est appelée résonateur de Helmholtz. Si le volume de la cavité change, la fréquence de résonance change. Vous pouvez déterminer la fréquence de résonance de cavités de différents volumes à l'aide de notre calculateur de résonateur de Helmholtz 🇺🇸.

FAQ

Comment calculer la fréquence ?

Vous devez connaître soit la longueur d'onde et la vitesse, soit la période de l'onde (le temps nécessaire pour accomplir une oscillation). Si vous connaissez la période :

  1. Convertissez-la en secondes si nécessaire et divisez 1 par la période.
  2. Le résultat sera la fréquence exprimée en hertz.

Si vous souhaitez calculer la fréquence à partir de la longueur d'onde et de la vitesse de l'onde :

  1. Assurez-vous qu'elles ont la même unité de longueur.
  2. Divisez la vitesse de l'onde par la longueur d'onde.
  3. Convertissez le résultat en hertz. 1/s est égal à 1 hertz.

Comment trouver la longueur d'onde à partir de la fréquence ?

  1. Déterminez la vitesse de l'onde.
  2. Déterminez la fréquence.
  3. Convertissez les hertz en 1/s.
  4. Assurez-vous que la vitesse de l'onde et la fréquence ont la même unité de temps.
  5. Divisez la vitesse de l'onde par la fréquence.

Quelle est la relation entre la fréquence et la longueur d'onde ?

La fréquence est égale à la vitesse de l'onde divisée par la longueur d'onde. Par conséquent, plus la longueur d'onde est grande, plus la fréquence est basse, et plus la longueur d'onde est petite, plus la fréquence est élevée. En d'autres termes, la fréquence est inversement proportionnelle à la longueur d'onde.

Dans quelle unité est mesurée la fréquence ?

La fréquence d'une onde est mesurée en hertz. 1 hertz équivaut à 1/s – une oscillation par seconde. Les unités apparentées sont le millihertz (un millième de hertz), le kilohertz (un millier de hertz), le mégahertz (un million de hertz) et le gigahertz (un milliard de hertz). L'unité porte le nom de Heinrich Rudolf Hertz, le physicien qui a prouvé l'existence des ondes électromagnétiques.

Comment trouver la fréquence d'une onde ?

  1. Déterminez la vitesse de l'onde.
  2. Déterminez la longueur d'onde.
  3. Assurez-vous que la vitesse de l'onde et la longueur d'onde ont la même unité de longueur, par exemple, si la vitesse est exprimée en mètres par seconde, la longueur d'onde doit être exprimée en mètres.
  4. Divisez la vitesse de l'onde par la longueur d'onde.
  5. Convertissez le résultat en hertz. 1 hertz est égal à 1/s, soit une oscillation par seconde.

À quelle fréquence fonctionne la 5G ?

La 5G, qui est la norme technologique de cinquième génération pour les réseaux cellulaires, fonctionne à diverses bandes de fréquences qui se répartissent en deux gammes de fréquences. La première plage de fréquences va de 450 MHz à 6 GHz, et la deuxième va de 24,25 GHz à 52,6 GHz.

Quelle couleur de lumière a la plus fréquence la plus élevée ?

Le violet est la couleur dont la fréquence est la plus élevée et se situe entre 670 et 750 térahertz. De l'autre côté du spectre, le rouge a une fréquence comprise entre 430 et 480 térahertz.

Quelle est la relation entre la fréquence et l'énergie ?

L'énergie est directement proportionnelle à la fréquence. En d'autres termes, plus la fréquence est élevée, plus l'énergie est importante. La relation entre la fréquence et l'énergie est décrite par la formule suivante pour l'énergie d'un photon :

E = h × f

E – le symbole de l'énergie
h – la constante de Planck
f – la fréquence

Quelle onde a la fréquence la plus élevée ?

Les rayons gamma sont des ondes électromagnétiques ayant la fréquence la plus élevée, soit plus de 1019 Hz. Ils ont l'énergie la plus élevée et les longueurs d'onde les plus courtes de toutes les ondes électromagnétiques. Leur énergie élevée leur permet de détacher les électrons des atomes et d'endommager les cellules vivantes. Les rayons gamma proviennent des étoiles à neutrons, des supernovas, des explosions nucléaires et des éclairs.

Comment obtenir la période à partir de la fréquence ?

  1. La formule de la période est T = 1 / f, où T est la période – le temps qu'il faut pour qu'une oscillation se termine, et f est la fréquence.
  2. Pour obtenir la période à partir de la fréquence, convertissez d'abord la fréquence en hertz en 1/s. 1 Hz est égal à 1/s.
  3. Ensuite, divisez 1 par la fréquence. Le résultat sera le temps (période) exprimé en secondes.
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