差频

物理学术语

差频（英文：beat note）一词来源于物理学上两个频率相近但不同的波的干涉，所得到的干涉信号的频率是原先两个波的频率之差，因此叫做差频。在国际单位制里，频率的单位——赫兹（英语：Hertz，简写为Hz），是以德国物理学家海因里希·赫兹（英语：Heinrich Rudolf Hertz, 1857年2月22日－1894年1月1日）而命名。1赫兹（Hz）表示事件每一秒发生一次。其他用来表示频率的单位还有：旋转机械器材领域采用的传统衡量单位为每分钟转速（rpm）等。在医学里，心率以“次/分钟”（bpm）为单位。

频率

频率（英语：Frequency）是单位时间内某事件重复发生的次数，在物理学中通常以符号或表示。采用国际单位制，其单位为赫兹（英语：Hertz，简写为Hz）。设时间内某事件重复发生次，则此事件发生的频率为赫兹。又因为周期定义为重复事件发生的最小时间间隔，故频率也可以表示为周期的倒数：

其中，表示周期。

为了方便起见，较长较慢的波，像海洋表面的面波，通常是以周期来描述其波动性质。较短较快的波，像微波和无线电波，通常是以频率和波长来描述其波动性质。

在国际单位制里，频率的单位——赫兹（英语：Hertz，简写为Hz），是以德国物理学家海因里希·赫兹（英语：Heinrich Rudolf Hertz, 1857年2月22日－1894年1月1日）而命名。1赫兹（Hz）表示事件每一秒发生一次。

其他用来表示频率的单位还有：旋转机械器材领域采用的传统衡量单位为每分钟转速（rpm）等。在医学里，心率以“次/分钟”（bpm）为单位。

物理光学

辐射能（英语：radiant energy）是电磁波传播的能源。太阳或电光源都是辐射能的源头。人类的光学感测器（眼睛）能够分辨的光波称为可见光，是由几种颜色（红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫）组成；其中每一种颜色都有特定的频带（英语：frequency band）。可见光在整个电磁辐射的频谱中只占有一小部分。紫外线（UV）的频率大于可见光，无法以肉眼看到；又红外线（IR）的频率小于可见光，也必须利用夜视镜和其他热感测设备才能观测得到。大于紫外线频率的电磁辐射有X射线和伽马射线。小于红外线频率的有微波和无线电波，频带为兆赫和千赫，以及频带为毫赫和微赫的自然波。频率为2毫赫的波，其波长大约等于从地球到太阳的距离。微赫波的波长大约为0.0317光年。纳赫波的波长大约为31.6881光年。

按照频率高低，从低频长波开始，电磁波可以分类为电能、无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X-射线和伽马射线等等。普通实验使用的光谱仪就足以分析从120太赫兹到150000太赫兹频率的电磁波。使用这种仪器，可以得知物体、气体或甚至恒星的详细物理性质。这是天文物理学的必备仪器。例如，因为超精细分裂（英语：hyperfine splitting），氢原子会发射1.42吉赫兹的无线电波。

人类眼睛可以观测到频率大约在300太赫兹和750太赫兹之间的电磁辐射，称为可见光。

干涉

干涉（interference）在物理学中，指的是两列或两列以上的波在空间中重叠时发生叠加，从而形成新波形的现象。

例如采用分束器将一束单色光束分成两束后，再让它们在空间中的某个区域内重叠，将会发现在重叠区域内的光强并不是均匀分布的：其明暗程度随其在空间中位置的不同而变化，最亮的地方超过了原先两束光的光强之和，而最暗的地方光强有可能为零，这种光强的重新分布被称作“干涉条纹”。在历史上，干涉现象及其相关实验是证明光的波动性的重要依据，但光的这种干涉性质直到十九世纪初才逐渐被人们发现，主要原因是相干光源的不易获得。

为了获得可以观测到可见光干涉的相干光源，人们发明制造了各种产生相干光的光学器件以及干涉仪，这些干涉仪在当时都具有非常高的测量精度：阿尔伯特·迈克耳孙就借助迈克耳孙干涉仪完成了著名的迈克耳孙－莫雷实验，得到了以太风观测的零结果。迈克耳孙也利用此干涉仪测得标准米尺的精确长度，并因此获得了1907年的诺贝尔物理学奖。而在二十世纪六十年代之后，激光这一高强度相干光源的发明使光学干涉测量技术得到了前所未有的广泛应用，在各种精密测量中都能见到激光干涉仪的身影。人们知道，两束电磁波的干涉是彼此振动的电场强度矢量叠加的结果，而由于光的波粒二象性，光的干涉也是光子自身的几率幅叠加的结果。

干涉的条件

两列波在同一介质中传播发生重叠时，重叠范围内介质的质点同时受到两个波的作用。若波的振幅不大，此时重叠范围内介质质点的振动位移等于各别波动所造成位移的矢量和，这称为波的叠加原理。若两波的波峰（或波谷）同时抵达同一地点，称两波在该点同相，干涉波会产生最大的振幅，称为相长干涉（建设性干涉）；若两波之一的波峰与另一波的波谷同时抵达同一地点，称两波在该点反相，干涉波会产生最小的振幅，称为相消干涉（摧毁性干涉）。

理论上，两列无限长的单色波的叠加总是能产生干涉，但实际物理模型中产生的波列不可能是无限长的，并从波产生的微观机理来看，波的振幅和相位都存在有随机涨落，从而现实中不存在严格意义的单色波。例如太阳所发出的光波出自于光球层的电子与氢原子的相互作用，每一次作用的时间都在10秒的数量级，则对于两次发生时间间隔较远所产生的波列而言，它们无法彼此发生干涉。基于这个原因，可以认为太阳是由很多互不相干的点光源组成的扩展光源。从而，太阳光具有非常宽的频域，其振幅和相位都存在着快速的随机涨落，通常的物理仪器无法跟踪探测到变化如此之快的涨落，因此无法通过太阳光观测到光波的干涉。类似地，对于来自不同光源的两列光波，如果这两列波的振幅和相位涨落都是彼此不相关的，称这两列波不具有相干性。相反，如果两列光波来自同一点光源，则这两列波的涨落一般是彼此相关的，此时这两列波是完全相干的。

如要从单一的不相干波源产生相干的两列波，可以采用两种不同的方法：一种称为波前分割法，即对于几何尺寸足够小的波源，让它产生的波列通过并排放置的狭缝，根据惠更斯－菲涅耳原理，这些在波前上产生的子波是彼此相干的；另一种成为波幅分割法，用半透射、半反射的半镀银镜，可以将光波一分为二，制造出透射波与反射波。如此产生的反射波和透射波来自于同一波源，并具有很高的相干性，这种方法对于扩展波源同样适用。

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省

云南省