주파

주파 (周波, frequency)는 어떤 반복적인 현상이 단위 시간 동안 몇 번 일어나는지를 나타내는 물리량이다. 주로 파동(전파, 음파, 광파 등)이나 주기적인 현상(교류 전기, 기계적인 진동 등)의 특징을 설명하는 데 사용된다.

• 정의: 주파수는 주기의 역수이다. 여기서 주기는 한 번의 완전한 반복(사이클)이 일어나는 데 걸리는 시간이다. 즉, 주파수 f와 주기 T 사이에는 f = 1/T 의 관계가 성립한다.
• 단위: 국제 단위계(SI)에서의 표준 단위는 헤르츠(Hertz, Hz)이다. 1 Hz는 1초에 한 번 반복되는 것을 의미한다. 킬로헤르츠(kHz, 10³ Hz), 메가헤르츠(MHz, 10⁶ Hz), 기가헤르츠(GHz, 10⁹ Hz) 등의 접두어가 흔히 사용된다.
• 파동과의 관계: 파동의 경우, 주파수(f)는 파동의 속도(v) 및 파장(λ)과 밀접한 관계를 가진다. v = fλ (속도 = 주파수 × 파장) 공식이 성립한다. 이는 동일한 매질 내에서 속도가 일정할 때, 주파수가 높을수록 파장이 짧아진다는 것을 의미한다.
• 응용 분야:
  • 통신: 라디오, 텔레비전 방송, 이동통신 등에서 정보를 싣는 전파의 주파수 대역을 사용한다.
  • 음향: 소리의 높낮이는 주파수에 의해 결정된다. 주파수가 높을수록 높은 소리(고음), 낮을수록 낮은 소리(저음)이다.
  • 광학: 빛의 색깔은 주파수(또는 파장)에 따라 달라진다. 가시광선은 특정 주파수 대역의 전자기파이다.
  • 전기: 교류(AC) 전력 시스템은 특정 주파수(예: 한국 60 Hz, 유럽 50 Hz)를 사용한다.
  • 의학: 초음파(높은 주파수의 음파)는 의료 진단 등에 사용된다.

주파수는 시간과 공간에서 반복되는 현상을 이해하고 분석하는 데 매우 기본적인 개념이다.