주파수 계산하는 방법

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파동 주파수라고도 불리는 주파수는 특정 시간에 감지되는 떨림이나 진동의 수를 측정하는 값이다. 주어진 정보에 따라 주파수를 측정할 수 있는 다양한 방법이 있으니, 가장 흔하면서도 유용한 계산법들을 함께 알아보자.

방법 1

방법 1 의 4:

파장으로 알아보는 주파수

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1
공식 알아보기. 파장과 속도를 알 때 활용할 수 있는 공식은 다음과 같다: f = V / λ
- 이 공식에서 f는 주파수를 의미하고, V는 속도, λ는 파장의 길이를 의미한다.
- 예: 공기 중 음파가 322 nm의 파장의 길이로 320m/s의 속도로 이동을 하고 있을 때, 이 음파의 주파수는 무엇인가?
2
필요할 경우 파장의 길이를 미터로 전환하기. 파장이 나노미터로 측정되었을 때 이 값을 미터로 전환해야 한다면, 나노미터의 자릿수만큼 나눠보자.
- 매우 작거나 큰 수를 다뤄야 할 때, 과학적 기수법의 값으로 계산하면 더 편리하다. 이 글에서 제시하는 예시에는 과학적 기수법이 활용된 곳도 있고 그렇지 않은 곳도 있지만, 학교 숙제를 하거나 공식을 활용하는 경우 과학적 기수법을 활용해야만 한다.
- 예: λ = 322 nm
  - 322 nm x (1 m / 10^9 nm) = 3.22 x 10^-7 m = 0.000000322 m
3
속도를 파장으로 나누기. 음파의 속도 V를 미터로 전환된 파장 길이 λ로 나누면 주파수인 f를 계산해낼 수 있다.
- 예: f = V / λ = 320 / 0.000000322 = 993788819.88 = 9.94 x 10^8
4
정답 기술하기. 이전 단계를 마쳤다면 파장의 주파수 계산을 완료한 것이다. 이렇게 찾은 정답에 헤르츠라는 주파수 단위 Hz를 붙여서 정답 기술을 마쳐보자.
- 예: 이 파장의 주파수는 9.94 x 10^8 Hz 이다.
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방법 2

방법 2 의 4:

진공 상태의 전자기파 주파수 계산하기

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1
공식 알아보기. 진공 상태 속 파장의 주파수를 계산하는 공식은 공기 중 파장의 주파수를 계산하는 공식과 매우 유사하다. 하지만 진공 상태에서는 파장의 속도에 영향을 주는 외부 요인이 전혀 없기 때문에, 전자기파 주파수가 이동하는 빛의 속도의 수학 상수가 적용된 다음과 같은 공식을 활용해보자: f = C / λ
- 이 공식에서 f는 주파수, C는 빛의 속도, λ는 파장의 길이를 의미한다.
- 예: 진공 상태 속 특정한 전자기 방사선 파장의 길이가 573 nm일 때, 이 전자기파의 주파수는 무엇일까?
2
필요할 경우 파장의 길이를 미터로 전환하기. 문제에서 파장의 길이가 미터로 표기되어 있다면 아무런 문제가 없겠지만, 파장의 길이가 마이크로미터로 표기되어 있다면 마이크로미터를 미터로 전환해보자.
- 매우 작거나 큰 수를 다뤄야 할 때, 과학적 기수법의 값으로 계산하면 더 편리하다. 이 글에서 제시하는 예시에는 과학적 기수법이 활용된 곳도 있고 그렇지 않은 곳도 있지만, 학교 숙제를 하거나 공식을 활용하는 경우 과학적 기수법을 활용해야만 한다.
- 예: λ = 573 nm
  - 573 nm x (1 m / 10^9 nm) = 5.73 x 10^-7 m = 0.000000573
3
빛의 속도를 파장으로 나누기.^{[1]X출처 검색하기} 빛의 속도는 상수이기 때문에 문제에서 빛의 속도값을 지정해주지 않더라도 3.00 x 10^8 m/s로 값이 일정하다. 이 값에서 미터로 전환된 파장의 길이로 나눠보자.
- 예: f = C / λ = 3.00 x 10^8 / 5.73 x 10^-7 = 5.24 x 10^14
4
정답 기술하기. 이전 단계를 마쳤다면 파장의 주파수 계산을 완료한 것이다. 이렇게 찾은 정답에 헤르츠라는 주파수 단위 Hz를 붙여서 정답 기술을 마쳐보자.
- 예: 이 파장의 주파수는 5.24 x 10^14 Hz이다.
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방법 3

방법 3 의 4:

파장의 진동 시간에 따른 주파수 계산하기

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1
공식 알아보기. 한번의 진동을 마치기 위한 주파수와 시간은 반비례 관계에 놓여있다. 그렇기 때문에 단일 파장 진동을 완료하는데 걸린 시간이 주어져있을 때 주파수를 계산하는 공식은 다음과 같다: f = 1 / T^{[2]X출처 검색하기}
- 이 공식에서 f는 주파수, T는 단일 파장 진동을 완료하는데 소요되는 시간을 나타낸다.
- 예 A: 특정한 파장이 한번의 진동을 완료하는데 소요된 시간은 0.32초이다. 이 때 이 파장의 주파수는 무엇인가?
- 예 B: 0.57초 안에 특정한 파장이 15번의 진동을 완료했다. 이 때 이 파장의 주파수는 무엇인가?
2
진동의 숫자에서 시간을 나누기. 보통 한번의 진동을 마치는데 소요되는 시간이 주어지면, 숫자 1에서 주어진 시간인 T로 나눠보자. 하지만 여러번의 진동을 마치는데 소요되는 시간이 주어져있다면, 한번의 진동을 마치는데 소요되는 시간을 계산해내야만 한다.
- 예 A: f = 1 / T = 1 / 0.32 = 3.125
- 예 B: f = 1 / T = 15 / 0.57 = 26.316
3
정답 기술하기. 이전 단계를 마쳤다면 파장의 주파수 계산을 완료한 것이다. 이렇게 찾은 정답에 헤르츠라는 주파수 단위 Hz를 붙여서 정답 기술을 마쳐보자.
- 예 A: 이 파장의 주파수는 3.125 Hz이다.
- 예 B: 이 파장의 주파수는 26.316 Hz이다.
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방법 4

방법 4 의 4:

각진동수의 주파수 계산하기

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1
공식 알아보기. 일반적인 주파수가 아니라 파장의 각진동수가 제시되어 있다면, 다음과 같은 공식을 활용해보자: f = ω / (2π)^{[3]X출처 검색하기}
- 이 공식에서 f는 파장의 주파수를 의미하고 ω는 각진동수를 의미한다. 다른 수학 공식과 마찬가지로 π는 파이라는 수학 상수이다.
- 예: 특정한 파장이 1초에 각진동수값 7.17 라디안을 보였을 때, 이 파장의 주파수는 무엇인가?
2
파이에 2 곱하기. 방정식의의 분모를 찾기 위해서 파이값인 3.14를 곱해보자.
- 예: 2 * π = 2 * 3.14 = 6.28
3
각진동수를 2 곱하기 파이값으로 나누기. 파장의 1초당 각진동수 값에서 2 곱하기 파이값인 6.28로 나누어보자.
- 예: f = ω / (2π) = 7.17 / (2 * 3.14) = 7.17 / 6.28 = 1.14
4
정답 기술하기. 이전 단계를 마쳤다면 파장의 주파수 계산을 완료한 것이다. 이렇게 찾은 정답에 헤르츠라는 주파수 단위 Hz를 붙여서 정답 기술을 마쳐보자.
- 예: 이 파장의 주파수는 1.14 Hz 이다.
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