Definition

Die Frequenz mit den Formelzeichen f oder ν (kleines griechisches Ny) steht anschaulich gesprochen dafür, wie oft ein immer wieder neu auf gleiche Weise ablaufender Vorgang in einer bestimmten Zeit stattfindet. Bei der üblichen Einheit Hertz (Hz) ist diese Zeitdauer eine Sekunde.

Bildbeschreibung und Urheberrecht — Eine Möwe fliegt mit einem erbeuteten Stück Frühstück davon: die Frequenz ihrer Flügelschläge würde sagen, wie oft die Flügel in jeder Sekunde auf und abschlagen.☛

Was ist die übliche Abkürzung?

ν = kleines griechisches Ny ↗

f = kleines lateinisches f ↗

Die Frequenz in Hertz

Die in der Physik übliche Einheit für die Frequenz ist das Hertz. Wenn man zweimal in jeder Sekunde in die Hand klatscht, dann klatscht man mit einer Frequenz von 2 pro Sekunde oder 2 Hertz. Wenn man in jeder Sekunde vier mal in die klatscht, dann klatscht man mit 4 Hz.

MERKSATZ:

Die Frequenz in Hertz gibt an, wie oft sich ein Ablauf in jeder Sekunde wiederholt.

Im Beispiel mit der landenden Taube im nächsten Abschnitt wird gezeigt, wie man diese Definition einer Frequenz in Hertz auch anschaulich verstehen kann. Noch weiter unten, im Beispiel mit den Wellen im Meer, wird dann auch erklärt was man sich unter einer Frequenz von weniger als einem Hertz vorstellen kann.

Anschauliche Beispiele

1) Taubenlandung: 8 Hz

Die Idee der Frequenz lässt sich gut am Beispiel von Flügelschlägen von Vögeln verstehen. Eine Frequenz bezieht sich üblicherweise auf einen Vorgang, der sich aus lückenlos aneinandergereihten kürzeren Vorgängen immer gleicher Art zusammen gesetzt ist. Jeden einzelnen dieser kürzeren Vorgänge nennt man dann oft eine Zyklus oder auch eine Schwingung. Passend zu dieser abtrakten Idee der physikalischen Schwingung nennt man die Flügel eines Vogels poetisch gesprochen auch Schwingen. Eine Schwingung - und das ist wichtig für die physikalische Definition der Frequenz - ist Vorgang, der immer wieder auf gleiche Weise abläuft. Beim Vogelflug wäre das eine vollständige Auf- und Abbewegung der Flügel.

Die Landung einer Taube in 10- und 20facher Zeitlupe gezeigt: man sieht deutlich, was mit einer Schwingung gemeint ist. Die Frequenz der schlagenden Flügel liegt bei 7 bis 8 Hz. Das heißt: die Taube schlägt ihre Flügel 7 bis 8 mal in jeder Sekunde ihres Fluges.^[1]

Die ganze Bewegung von der höchsten Position der Flügelspitzen über die tiefste Stellung hinweg bis hin zu dem Zeitpunkt wo die Flügelspitzen wieder wie am Anfang ihre höchste Stellung eingenommen haben, dieser ganze Ablauf ist eine Schwingung.

2) Meereswelle: 0,2 Hz

Am Beispiel des Flügelschlags von Vögeln wurde erklärt, dass sich eine Frequenz immer auf wiederkehrende, gleichartige Abläufe bezieht. Was beim Vogelflug das Auf- und Abschwingen der Flügel war, ist bei einer Meereswelle die Auf- und Abbewegung der Wasserteilchen.

Bei Wellen am Meer ist die Frequenz gleich der Anzahl an Wellenkämmen, die in einer Zeiteinheit an einem festen Punkt vorbeilaufen. Bei einem realen Versuch auf einer Insel in der Nordsee waren dies rund 16 Wellenkämme in 100 Sekunden.

Das Video zeigt, wie Wellen am Strand der Nordseeinsel Wangerooge am Ufer anlaufen. Im seichten Wasser stehen hohe Pfähle. Wenn man an genau einem dieser Pfähle zählt, wie viele Wellen in 100 Sekunden dort vorbei kommen, kann man die Anzahl der Wellen pro Sekunde berechnen. Das ist dann auch die Frequenz in Hertz. Im Beispiel waren es 16 Wellen in 100 Sekunden. Das gibt eine Frequenz von 0,16 Hz oder aufgerundet auf Zehntel 0,2 Hz.^[2]

Wenn man an einem festen Punkt am Strand steht, und die Wellen gehen durch einen hindurch, wird man merken, dass sich das Wasser einmal hebt bis zu einem höchsten Punkt - dem Scheitelpunkt -, dann wieder senkt bis zu einem tiefsten Punkt und anschließend wieder hebt bis zu einem höchsten Punkt. Der komplette Vorgang zwischen den zwei höchsten Punkten entspricht der Dauer eines Zyklus oder einer Schwingung. Wenn man das eine zeitlang durchdenkt wird auch klar, dass dies gleich der Zeit ist, die zwischen dem Durchgang von zwei Wellenkämmen an einem festen Punkt liegt.

Was aber soll eine Frequenz von 0,2 Hz anschaulich bedeuten? Was kann man sich unter 0,2 Schwingungen oder Zyklen einer Wasserwelle pro Sekunde vorstellen? Hier ist es hilfreich, wenn man eine klare Idee davon hat, was eine dezimales Vielfaches von etwas sein.^[3] Das 0,2fache einer Schwingung heißt, dass zwei Zehntel der gesamten Schwingungsdauer nach einer Sekunde stattgefunden haben.

MERKSATZ:

Wenn Wellen im Meer eine Frequenz von 0,2 Hz haben, dann finden in jeder Sekunde das 0,2fache oder zwei Zehntel der Zeitdauer eines ganzen Zyklus, einer ganzen Schwingung statt. Allgemein kann man dann sagen: Die Frequenz in Hertz gibt an, welcher zeitliche Anteil oder welches Vielfache einer ganzen Schwingungsdauer in einer Sekunde stattfinden.

Fußnoten

[1] Das Video der Taube im Landeanflug entstand am 15. April 2025 auf dem Vorplatz des Bahnhofes in Siegen. Die verwendete Kamera war eine DJI Cosmo Action 4. Der originale Film wurde mit 240 Bilder pro Sekunde (fps) aufgenommen. Siehe auch Taubenflügelschlagfrequenz ↗

[2] Das Video von den Wellen am Meerestrand entstand am 19. Juli 2023 auf der Nordseeinsel Wangerooge. Als Kamera kam eine Lumix TZ70 zum Einsatz. Tatsächlich wechselt die Frequenz der Wellen hier über kleine Zeiträume betrahtet sehr stark. Manchmal gibt es längere Pausen zwischen zwei Wellen, manchmal folgen zwei Wellen in kurzem zeitlichen Abtand aufeinander. Wie in der Physik oft üblich, bildet man dann einen Mittelwert für einen längeren Zeitraum, etwa 100 Sekunden. Solche Mittelwerte sind dann oft über längere Zeiträume sehr stabil. Mehr zur Frequenz von Wellen steht im Artikel zur Wellenfrequenz ↗

[3] Das 0,2fache ist so viel wie zwei Zehntel. Ein anschauliche, intuitiv verständliche Vorstellung von einem dezimal ausgedrückten Vielfachen wird gegeben im Artikel zur Dezimalzahl als Multiplikator ↗