frekvenciafüggésbl

A frekvenciafüggés olyan jelenség, amely szerint egy fizikai mennyiség értéke (és gyakran fázisa) a külső jel frekvenciájának függvénye. Gyakran dispersziónak nevezik, amikor a válasz erőssége és időbeli eltolódása változik a frekvenciával. A jelenség minden olyan rendszerben jelentős, ahol a rendszer nem ideális állapotban reagál a gyorsan változó elektromágneses vagy mechanikai ingerekre.

Különösen fontos példa a dielektromos és optikai tulajdonságok frekvenciafüggése. A komplex permittivitás ε*(ω) = ε'(ω) − iε''(ω) leírja, hogy a dielektromos polárizálódás és a energiamérleg hogyan változik a frekvenciával. Hasonlóan, a refraktív index n(ω) disperszív, tehát a fénysebesség és a nyílválasztás a frekvenciától függ. E jelenségek összefüggéseit Kramers–Kronig relációk kötik össze a valós és képzetes részek között.

Az elektromos áramkörökben és anyagokban a frekvenciafüggés az impedanciából adódik: Z(ω) = R + jωL − j/(ωC) például megmutatja, hogyan változik a mérnöki válasz a frekvencia növekedésével. Modellek között gyakori a Drude-modell fémekre, a Debye-modell dielektromos relaxációnak, illetve Lorentz-oscillátorok a resonanciás tulajdonságok leírására. A Sellmeier-egyenlet pedig a nemlineáris optikai disperszió néhány formáját foglalja magába.

A frekvenciafüggés mérése és modellezése ismert módszerekkel történik, például impedancia spektrópiával, frekvencia- vagy idődomainás spektrumok elemzésével, S-paraméterekkel vagy Fourier-transzformációval. A disperszió és a veszteségek vizsgálata nélkülözhetetlen a jelátvitel, a szűrők, a anyagkutatás és a fizikai rendszerek megbízható tervezéséhez.