周波数

読み：しゅうはすう
外語：frequency

品詞：名詞

1秒間に繰り返す波の数(振動数)のこと。一般には、その波は電波・電磁波または音波である。

概要

波のうち、山から山、あるいは谷から谷までの間隔を周期というが、これが1秒間に幾つ存在するか、というのが周波数である。

もし1秒間に山→谷→山が1回だけなら、周波数は1であり、これは1Hzと表記される。

もし1秒間に山→谷→山が100回あれば100Hz、1000回なら1000Hzである。

1000はキロであるので、1000Hz=1kHzとなる。

さらに1000倍の1000kは1M(メガ)なので、1000kHz=1MHzと表現される。

例えばAMラジオ放送で1242kHzというものがあったとすると、それは1秒間に山→谷→山が1,242,000回あることになる。同様にFMラジオ放送で79.5MHzというものがあったとすると、それは1秒間に山→谷→山が79,500,000回あることになる。

なお、Hzは秒の逆数で、「Hz=1/s」と定義されている。

波である電磁波は、要素として、明るさ(振幅の大きさ)と周波数がある。

そして電磁波は、周波数が高いほど高いエネルギーを持つ。

振幅を大きくして光をいくら明るく(強く)しても低周波では光電効果は起きないが、周波数さえ高ければ、光がいくら暗く(弱く)ても光電効果が起こる。

光電効果発見当時、光は「単なる波」だと考えられていた。しかし単なる波であるなら、エネルギーの大小の要素はその光の強さ(波の振幅の大きさ)と考えるのが妥当である。だが前述のように、振幅を増やし光を強めても、低周波なら光電効果が起こらなかった。

この結論を出したのはアルベルト・アインシュタインで、「光は波であるが、そのエネルギーにはそれ以上に分割できない最小の塊がある」ことを見いだした。これを今では光子(または光量子)と呼ぶ。

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