
【電】 frequency constant
frequency
【計】 F; frequency
【化】 frequency
【醫】 frequency
【經】 frequency
constant; invariable
【計】 C
【化】 constant
【醫】 constant
【經】 constant
在電子工程和物理學領域,"頻率常數"(英文:Frequency Constant)指代特定系統或元件中與振蕩頻率直接相關的固有物理參數。該術語常見于諧振電路、壓電材料和頻率控制器件等場景,其核心含義如下:
頻率常數描述的是器件固有屬性與諧振頻率之間的數學關系。以石英晶體諧振器為例,其頻率常數($k$$)定義為: $$ f = k / d $$ 其中:
壓電材料特性
在壓電陶瓷(如PZT)中,頻率常數關聯機械振動模式與電信號響應。例如,縱向振動模式的頻率常數表達式為: $$ N = f cdot L $$ $L$代表振子長度,$N$為材料決定的常數(單位:Hz·m),用于設計超聲換能器等器件。
諧振電路參數
在LC振蕩電路中,頻率常數可指代諧振頻率公式中的固定系數: $$ f = frac{1}{2pi sqrt{LC}} $$ 當電感$L$或電容$C$為定值時,其組合可視為頻率常數,決定系統基頻。
權威參考來源:
頻率常數(通常稱為指前因子或頻率因子)是化學動力學中阿倫尼烏斯方程的核心參數,用于描述化學反應速率與溫度的關系。以下是詳細解釋:
定義與公式
頻率常數(符號為 ( A ))出現在阿倫尼烏斯方程中:
$$
k = A cdot e^{-frac{E_a}{RT}}
$$
其中:
物理意義
( A ) 反映了單位時間内分子發生有效碰撞的頻率和空間取向的概率。即使分子碰撞次數足夠多,若碰撞方位或能量不足(未達到 ( E_a )),反應仍無法發生。因此,( A ) 綜合了碰撞頻率和幾何因子。
與速率常數的區别
實驗測定與計算
通過測量不同溫度下的 ( k ),取自然對數可得線性關系:
$$
ln k = ln A - frac{E_a}{R} cdot frac{1}{T}
$$
以 ( ln k ) 對 ( 1/T ) 作圖,斜率為 ( -E_a/R ),截距即為 ( ln A ),可反推出 ( A )。
溫度依賴性
嚴格來說,( A ) 可能隨溫度輕微變化(如與 ( T^{1/2} ) 相關),但在大多數實際計算中被近似為常數。這一簡化使阿倫尼烏斯方程在預測反應速率時更為實用。
示例:若某反應 ( A = 1 times 10^{13} , text{s}^{-1} ),表示在理想條件下(無能量障礙),每秒可能發生 ( 10^{13} ) 次有效碰撞。實際反應中,因需克服 ( E_a ),速率會遠低于此值。
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