Física - Magnitudes físicas

Frecuencia una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.

Para calcular la frecuencia de un suceso, se contabilizan un número de ocurrencias de este teniendo en cuenta un intervalo temporal, luego estas repeticiones se dividen por el tiempo transcurrido. Según el Sistema Internacional (SI), la frecuencia se mide en hercios (Hz), en honor a Heinrich Rudolf Hertz. Un hercio es la frecuencia de un suceso o fenómeno repetido una vez por segundo. Así, un fenómeno con una frecuencia de dos hercios se repite dos veces por segundo. Esta unidad se llamó originalmente «ciclo por segundo» (cps).
Otras unidades para indicar frecuencias son revoluciones por minuto (rpm o r/min según la notación del SI); las pulsaciones del corazón se miden en latidos por minuto (lat/min) y el tempo musical se mide en «pulsos por minuto» (bpm, del inglés “beats per minute”).

${\displaystyle 1\,\mathrm {Hz} ={\frac {1}{\mathrm {s} }}}$

Un método alternativo para calcular la frecuencia es medir el tiempo entre dos repeticiones (periodo) y luego calcular la frecuencia (f) recíproca de esta manera:

${\displaystyle f={\frac {n}{T}}}$

donde T es el periodo de la señal.

Tres luces parpadeando cíclicamente, con frecuencias (f) de 0,5 Hz (arriba), 1 Hz (centro) y 2 Hz (abajo). El período (T), mostrado en segundos es recíproco a la frecuencia.

Frecuencias de ondas[editar]

Artículo principal: Longitud de onda

Dos frecuencias y , una de «ritmo» superior a la otra.

La frecuencia tiene una relación inversa con el concepto de longitud de onda (ver gráfico), a mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa. La frecuencia f es igual a la velocidad v de la onda, dividido por la longitud que se de onda λ (lambda):

${\displaystyle f={\frac {v}{\lambda }}}$

Cuando las ondas viajan de un medio a otro, como por ejemplo de aire a agua, la frecuencia de la onda se mantiene constante, cambiando solo su longitud de onda y la velocidad.

Frecuencia de la corriente alterna[editar]

Voltaje y frecuencia:     220-240 V/60 Hz     220-240 V/50 Hz     100-127 V/60 Hz     100-127 V/50 Hz

En Europa, Asia, Oceanía, África y gran parte de América del Sur, la frecuencia de corriente alternapara uso doméstico (en electrodomésticos, etc.) es de 50 Hz. En cambio en América del Norte de 60 Hz.

Para determinar la frecuencia de la corriente alterna producida por un generador eléctrico se utiliza la siguiente ecuación:

${\displaystyle F={\frac {P\cdot V_{g}}{120}}}$

Donde:

F: frecuencia (en Hz)

P: número de polos (siempre deben ser pares)

V_g: velocidad de giro (en rpm).

otra manera de calcular la frecuencia de la corriente alterna producida por un generador eléctrico:

${\displaystyle F={\frac {P\cdot V_{g}}{60}}}$

Donde:

F: frecuencia (en Hz)

P: número de pares de polos.

V_g: velocidad de giro (en rpm).

Longitudes de onda[editar]

Artículo principal: Longitud de onda

De acuerdo a lo indicado anteriormente, la longitud de onda tiene una relación inversa con la frecuencia, a mayor frecuencia, menor longitud de onda, y viceversa. La longitud de onda λ (lambda) es igual a la velocidad v de la onda, dividido por la frecuencia f:

${\displaystyle {\lambda }={\frac {v}{f}}}$

Una onda electromagnética de 2 milihercios tiene una longitud de onda aproximadamente igual a la distancia de la Tierra al Sol (150 millones de kilómetros). Una onda electromagnética de 1 microhercio tiene una longitud de onda de 0,0317 años luz. Una onda electromagnética de 1 nanohercio tiene una longitud de onda de 31,69 años luz.

Física de la luz[editar]

Artículos principales: Luz y Radiación electromagnética.

El espectro electromagnético completo señalando la parte visible de la radiación electromagnética.

La luz visible es una onda electromagnética, que consiste en oscilaciones eléctricas y campos magnéticos que viajan por el espacio. La frecuencia de la onda determina el color: 4×10¹⁴ Hz es la luz roja, 8×10¹⁴ Hz es la luz violeta, y entre estos (en el rango de 4-8×10¹⁴ Hz) están todos los otros colores del arco iris. Una onda electromagnética puede tener una frecuencia de menos de 4×10¹⁴ Hz, pero no será visible para el ojo humano, tales ondas se llaman infrarrojos (IR). Para frecuencias menores, la onda se llama microondas, y en las frecuencias aún más bajas tenemos las ondas de radio. Del mismo modo, una onda electromagnética puede tener una frecuencia mayor que 8×10¹⁴ Hz, pero será invisible para el ojo humano, tales ondas se llaman ultravioleta (UV). Las ondas de frecuencia mayor que el ultravioleta se llaman rayos X, y con frecuencias más altas aún encontramos los rayos gamma.

Todas estas ondas, las ondas de radio de baja frecuencia hasta los rayos gamma de alta frecuencia, son fundamentalmente las mismas, y todas ellas son llamadas radiación electromagnética. Todas ellas viajan a través del vacío a la velocidad de la luz.

Otra característica de una onda electromagnética es la longitud de onda. La longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia, por lo que una onda electromagnética con una frecuencia más alta tiene una longitud de onda más corta, y viceversa.

Frecuencia del sonido[editar]

El sonido es un fenómeno físico que consiste en la vibración de una fuente que lo propaga a través del aire u otro medio elástico y es percibida por un receptor, el aparato auditivo humano. Tal vibración puede ser más o menos frecuente, se repite más o menos veces en la unidad de tiempo, y a tal propiedad se la denomina precisamente FRECUENCIA. La cual por convención se mide en ciclos por segundo. Cuanto más frecuentes son las vibraciones (más ciclos por segundo) el oído percibe el sonido definiéndolo por tal sensación como más "agudo", y a la inversa, al ser menos frecuentes, como más "grave". El oído humano tiene un rango de percepción limitado, que muy aproximadamente (ya que varía en cada individuo) va desde los 20 ciclos por segundo a los 20.000.

El número de veces que tiene ligar una compresión-dilatación del aire por unidad de tiempo (segundos) es lo que se define como la frecuencia. A mayor número de repeticiones, mayor frecuencia (altas frecuencias o agudos). A menor número de repeticiones, frecuencia menor (bajas frecuencias o bajos). Entre los bajos y los agudos están los medios, o como bien puede deducirse, las medias frecuencias.

Al número de repeticiones por segundo se le denomina Hertzio, o abreviadamente Hz. Es decir la unidad que representa la frecuencia es el Hz.

Consecuentemente el inverso de la frecuencia se corresponderá con el tiempo que dura el intervalo entre repeticiones, llamado Período y su unidad son segundos.

Resumiendo, tenemos que acordarnos que:

• Frecuencia = Número de repeticiones por segundo de un pico de compresión o de dilatación de la señal periódica.
• Repeticiones por segundo = hertzio (Hz).
• El inverso es el período (tiempo de duración).

El punto de fusión es la temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases sólido-líquido, es decir, la materia pasa de estado sólido a estado líquido, se funde.¹​ Cabe destacar que el cambio de fase ocurre a temperatura constante. El punto de fusión es una propiedad intensiva.

En la mayoría de las sustancias, el punto de fusión y de congelación, son iguales. Pero esto no siempre es así: por ejemplo, el agar-agar se funde a 85 °C y se solidifica a partir de los 31 a 40 °C; este proceso se conoce como histéresis.

A diferencia del punto de ebullición, el punto de fusión de una sustancia es poco afectado por la presión y, por lo tanto, puede ser utilizado para caracterizar compuestos orgánicos y para comprobar su pureza.

El punto de fusión de una sustancia pura es siempre más alto y tiene una gama más pequeña de variación que el punto de fusión de una sustancia impura. Cuanto más impura sea, más bajo es el punto de fusión y más amplia es la gama de variación. Eventualmente, se alcanza un punto de fusión mínimo. El cociente de la mezcla que da lugar al punto de fusión posible más bajo se conoce como el punto eutéctico, temperatura correspondiente a cada átomo de la sustancia a la que se somete a fusión.

El punto de fusión de un compuesto puro, en muchos casos se da con una sola temperatura, ya que el intervalo de fusión puede ser muy pequeño (menor a 1 °C). En cambio, si hay impurezas, estas provocan que el punto de fusión disminuya y el intervalo de fusión se amplíe. Por ejemplo, el punto de fusión del ácido benzoico impuro podría ser:

pf = 117°-120º