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角頻率

鎖定
角頻率,也稱圓頻率,表示單位時間內變化的相角弧度值。角頻率是描述物體振動快慢的物理量,與振動系統的固有屬性有關,常用符號ω表示。在國際單位制中,角頻率的單位是弧度/秒(rad/s)。每個物體都有由它本身性質決定的與振幅無關的頻率,叫做固有角頻率。在力學,光學,交變電路中,角頻率都有着較為廣泛的應用。
角頻率數值上等於諧振動系統中旋轉矢量的轉動的角速度。頻率(f)、角頻率(ω)和週期(T)的關係為ω = 2πf = 2π/T。
中文名
角頻率,圓頻率
外文名
angular frequency;circular frequency
符    號
ω
單    位
弧度/秒(rad/s)
定    義
旋轉矢量單位時間內轉過的弧度
公    式
ω = 2πf = 2π/T

角頻率定義和單位

角頻率定義

單位時間內變化的相角弧度值。常用符號ω,與頻率成正比,是對應頻率的2π倍。

角頻率單位

SI單位為rad/s(弧度每秒)或s-1(每秒、負一次方秒)。

角頻率公式

簡諧振動中,在單位時間內物體完成全振動的次數叫頻率,用f表示。頻率的2π倍叫角頻率,即

角頻率線諧振動

對於一個線諧振動系統,其振動的角頻率ω,自身等效勁度係數k與自身質量m的關係為
,具體推導如下:
線諧振動加速度a與位移x的關係
兩邊同時乘上m

角頻率角諧振動

對於復擺在擺角較小(<0.4rad)時擺動的角頻率為 [1] 
其中
為擺長,
為轉動慣量
對於單擺,在小角度條件下的角頻率 [1] 

角頻率光學

平面波的表達式
球面波的表達式
其中,k為波矢,A為振幅,U為光矢量 [2] 

角頻率正弦電流電路

在正弦電流電路中電壓
與電流
與角頻率
的成如下關係:
在正弦電流電路中,感抗
容抗
角頻率
成如下關係: [3] 

角頻率角頻率與角速度

簡諧振動中,角頻率與振動物體間的速度 v 的關係為
,其中,
為波長(m)。
在圓周運動中,角速度與線速度之間的關係為
以上可以看出,圓周運動中的角速度ω與簡諧振動中的角頻率ω,雖然單位相同且都有
的相同形式,但它們並不是同一個物理量。

角頻率應用

模態提取中,固有頻率的單位有兩種形式:RAD/TIME,CYCLES/TIME。前者即為角頻率(圓頻率),後者才是我們常常所用到的頻率值。
角頻率
角頻率(2張)
在LC震盪電路諧振角頻率
。其中,ω為諧振角頻率(rad/s),L為電感(H),C為電容(F)
參考資料
  • 1.    鍾錫華,周嶽明.大學物理通用教程 力學(第二版):北京大學出版社,2010:169-170
  • 2.    陳熙謀.大學物理通用教程 光學(第二版):北京大學出版社,2011:8-9
  • 3.    周守昌.電路原理:高等教育出版社,2004