
【电】 frequency constant
frequency
【计】 F; frequency
【化】 frequency
【医】 frequency
【经】 frequency
constant; invariable
【计】 C
【化】 constant
【医】 constant
【经】 constant
在电子工程和物理学领域,"频率常数"(英文:Frequency Constant)指代特定系统或元件中与振荡频率直接相关的固有物理参数。该术语常见于谐振电路、压电材料和频率控制器件等场景,其核心含义如下:
频率常数描述的是器件固有属性与谐振频率之间的数学关系。以石英晶体谐振器为例,其频率常数($k$$)定义为: $$ f = k / d $$ 其中:
压电材料特性
在压电陶瓷(如PZT)中,频率常数关联机械振动模式与电信号响应。例如,纵向振动模式的频率常数表达式为: $$ N = f cdot L $$ $L$代表振子长度,$N$为材料决定的常数(单位:Hz·m),用于设计超声换能器等器件。
谐振电路参数
在LC振荡电路中,频率常数可指代谐振频率公式中的固定系数: $$ f = frac{1}{2pi sqrt{LC}} $$ 当电感$L$或电容$C$为定值时,其组合可视为频率常数,决定系统基频。
权威参考来源:
频率常数(通常称为指前因子或频率因子)是化学动力学中阿伦尼乌斯方程的核心参数,用于描述化学反应速率与温度的关系。以下是详细解释:
定义与公式
频率常数(符号为 ( A ))出现在阿伦尼乌斯方程中:
$$
k = A cdot e^{-frac{E_a}{RT}}
$$
其中:
物理意义
( A ) 反映了单位时间内分子发生有效碰撞的频率和空间取向的概率。即使分子碰撞次数足够多,若碰撞方位或能量不足(未达到 ( E_a )),反应仍无法发生。因此,( A ) 综合了碰撞频率和几何因子。
与速率常数的区别
实验测定与计算
通过测量不同温度下的 ( k ),取自然对数可得线性关系:
$$
ln k = ln A - frac{E_a}{R} cdot frac{1}{T}
$$
以 ( ln k ) 对 ( 1/T ) 作图,斜率为 ( -E_a/R ),截距即为 ( ln A ),可反推出 ( A )。
温度依赖性
严格来说,( A ) 可能随温度轻微变化(如与 ( T^{1/2} ) 相关),但在大多数实际计算中被近似为常数。这一简化使阿伦尼乌斯方程在预测反应速率时更为实用。
示例:若某反应 ( A = 1 times 10^{13} , text{s}^{-1} ),表示在理想条件下(无能量障碍),每秒可能发生 ( 10^{13} ) 次有效碰撞。实际反应中,因需克服 ( E_a ),速率会远低于此值。
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