我有一个关于傅立叶变换的问题。如果我针对周期性信号的傅立叶变换绘制频率并得到一个峰值,那么它背后的物理原理是什么?我想知道它的物理意义。
为什么我们会得到一个峰值,它意味着什么?
谢谢
我有一个关于傅立叶变换的问题。如果我针对周期性信号的傅立叶变换绘制频率并得到一个峰值,那么它背后的物理原理是什么?我想知道它的物理意义。
为什么我们会得到一个峰值,它意味着什么?
谢谢
我读你的问题与其他回答的人略有不同。傅里叶变换在物理学中的作用是作为共轭变量之间的双向一对一映射。共轭变量对最著名的例子是位置/动量,但还有很多其他的。共轭变量对的一些示例:
量子力学的后果之一是算子(量子力学使用与经典变量相关的微分算子)不能对易。因此,使用位置/动量示例;。这导致共轭变量之间的不确定关系。
海森堡不确定性原理的通常表述是,对量子粒子的位置了解得越多,对动量的了解就越少。数学上; 然而,不确定性原理更一般的陈述是,任何一对共轭变量之间的不确定性由 这种不确定性关系导致了量子物理学中一些相当奇怪的效应。例如,能量和时间之间的不确定关系允许在非常短的时间尺度上违反能量守恒,这是经典物理学中的一个神圣定律。
如果您正在寻找更多关于傅里叶变换在物理和工程中的应用的信息以及许多工作示例,请查看 JF James 的这本免费教科书。
峰值代表周期信号中最主要的频率。傅里叶变换表示时域信号中每个频率的能量。只有在特定频率特别强时才会出现峰值。如果您采用白噪声的 FT,您会得到一条相当平坦的线。
任何非病态的精确周期信号都可以分解为一堆正弦波(泛音或谐波)的总和。每个谐波分量的权重决定了波形的形状。一个峰值,假设它高于本底噪声,将仅代表最大的加权谐波分量。
许多具有(几乎)线性恢复力的普通简单系统的物理特性可以用一个微分方程来近似,该微分方程的解是一系列复指数,可以分解成一堆不同频率和起始相位的正弦波。因此,FT 在研究或控制此类系统中的用处。
该分量表示该信号在频域中的幅度。类似于取正弦曲线的峰值(时域中的较高点)并将其放置在图中,其中 x 轴表示频率,y 表示幅度,在 x 上 f=1 的位置该正弦曲线的 /T 位于。