波数-周波数図

波数-周波数図は、ある現象における波数（空間周波数）と周波数（時間周波数）の関係を示すグラフです。通常、周波数は縦軸に、波数は横軸に配置されます。^{[1] [2]}

大気科学では、これらのグラフは大気の波を視覚化する一般的な方法です。

地球科学、特に地震データ解析において、これらのプロットはf - kプロットとも呼ばれ、与えられた時間間隔におけるエネルギー密度を周波数対波数に基づいて等高線で表します。これらは地震波の方向と見かけの速度を調べるため、また速度フィルターの設計に用いられます。

起源

一般に、正弦波の 波長 、周波数、位相速度の関係は次のようになります。${\displaystyle \lambda}$ ${\displaystyle \nu}$ ${\displaystyle v_{p}}$

${\displaystyle v_{\text{p}}=\lambda \nu }$

波数（）と角周波数（ ）の表記法を用いると、前の式は次のように書き直すことができる。 ${\displaystyle k=2\pi /\lambda }$ ${\displaystyle \omega =2\pi \nu }$

${\displaystyle v_{\text{p}}={\frac {\omega }{k}}}$

一方、群速度は波数-周波数図の 傾きに等しい。

${\displaystyle v_{\text{g}}={\frac {\partial \omega }{\partial k}}}$

このような関係を詳細に分析すると、密度、組成など、 媒体の物理的特性に関する情報が得られることがよくあります。

参照

• 分散関係

参考文献

1. RGフリーグル、JAブシンガー（1990年）『大気物理学入門』アカデミック・プレス、pp.  183– 198、ISBN 978-0-12-260355-6。
2. J. Pedlosky (1998). 地球物理流体力学（第2版）. Springer . pp.  676– 678. ISBN 978-0-387-96387-7。