振動數 / frequency
일반적으로 주파수는 빛이나 전파의 진동수를 나타내거나 측정하는 단위이다. 1초당 진동수를 의미하는 헤르츠(Hz)에 의한 진동수로 저주파, 고주파 등으로 구분한다. 빛에서 진동수가 높아질수록 백색에 가까워지고, 소리 역시 주파수가 높아질수록 고음이 된다. 일반적으로 주파수가 낮은 저음은 힘이 있으며, 주파수가 높은 고음은 세련된 느낌을 주는 소리라고 느끼게 된다.
이러한 소리에 의한 진동 수에 의한 감성의 변화를 형태에서도 동일하게 응용할 수 있으며, 형태의 비례와 여백의 처리 등에서 주파수의 개념을 응용하면, 디자이너가 의도하는 바를 예를 들면 힘 있고 무거운 느낌, 혹은 세련되고 정교한 느낌 등으로 만들 수 있다는 형태 주파수의 이론을 제시할 수 있을 것이다.
진동수, 振動數, 주파수, frequency, Hz(헤르츠)
진동하는 물체가 단위 시간 동안 진동하는 횟수를 의미한다. 단위로는 Hz(헤르츠)를 사용한다. 1Hz는 1초 동안 물체가 1번 진동할 때를 의미한다. 일상생활에서는 특히 전자기파의 경우 '주파수'(파수(wave number)와 다르다)라는 말을 더 자주 사용하고 있다. 하지만 진동수는 전자기장의 진동뿐 아니라 모든 형태의 진동(또는 그 진동이 퍼져 나가는 파동)에서 사용이 가능하다.
특히 전자기파 같은 경우에는 워낙 진동이 빠르기 때문에 1초에도 수만 번은 우습게 넘어가는 경우가 많다. 따라서 kHz나 MHz 같은 단위를 사용하는 경우도 많다. 이때 주의할 것은 이 단위가 하인리히 헤르츠의 이름에서 따온 단위이기 때문에 H는 대문자, z는 소문자이다. 거기에 SI 접두어까지 붙이면 대, 소문자를 틀리게 표기하는 경우가 굉장히 많으므로 주의해야 한다. (예를 들면 KHZ 같은 경우)
수식에서는 두 가지 표기법을 혼용해서 사용한다. 고등학교 과정에서는 영어 frequency의 첫 글자를 따서 ff를 사용하지만, 그 외에 그리스문자 \nuν[2]를 사용할 때도 있다. 한 번 진동할 때 걸리는 시간이라는 의미인 주기(TT)와는 당연히 역수 관계를 가진다.
파동의 경우 파동의 속도는 한 파장이 이동한 거리로 나타낼 수 있으므로, 진동수와 파장 사이에는 다음의 관계가 성립한다.
v=λ/T=λf
즉, 파동의 속도가 일정하다면 진동수와 파장은 반비례 관계이다.
응용
교류 전류: 교류는 전압 또는 전류의 크기가 일정한 주기와 크기로 변하는 전류이다. 한국, 미국, 서일본에서는 60 Hz, 동일본, 유럽에서는 50 Hz를 사용한다. 전동기 등에는 진동수가 다르면 고장의 원인이 되므로 유의한다.
라디오: 특정 진동수의 전파에 신호를 동조시키며, 공명을 통해 특정 진동수의 신호만 복조된다. FM은 88-108 MHz, AM은 535-1605 KHz의 진동수 대역을 쓴다. 기타 TV방송이나 무선 신호에 대한 항목은 전파를 참조.
소리의 높이는 진동수에 의해 결정된다. 진동수가 높으면 높은 소리가 난다. 사람이 들을 수 있는 진동수(가청 진동수)는 대략 20~20000 Hz이다.