Il segno della frequenza indica una direzione e il significato fisico di questa direzione dipende dal contesto (dal sistema fisico al quale stiamo pensando). Consideriamo per esempio un'onda sinusoidale, che matematicamente è definita, per esempio, dalla formula

Acos(θ=2πft)

dove x è l'ampiezza dell'onda, t è il tempo e f la frequenza. Questa funzione matematica può essere rappresentata in un grafico ampiezza-tempo:

(sull'asse verticale c'è l'ampiezza in unità di ampiezza massima, e sull'asse orizzontale c'è il prodotto ft).

A che sistema fisico si può far corrispondere questo tipo di funzione matematica? Una possibilità è questa: prendiamo un asta di lunghezza A che può ruotare intorno a una sua estremità fissata in un piano, come nel disegno seguente:

La posizione dell'asta è definita dal valore dell'angolo θ che viene misurato nella direzione indicata dalla freccia (l'angolo cresce in direzione antioraria, questa è la convenzione adottata di solito). Le due proiezioni sono

x=Acos(θ=2πft)
y=Asin(θ=2πft)

e se l'angolo cambia nel tempo secondo la legge θ=2πft, dove come prima t è il tempo e f è una quantità costante (una frequenza), le due proiezioni sono anch'esse variabili nel tempo e si possono riscrivere nella forma

x(t)=Acos(θ=2πft)
y(t)=Asin(θ=2πft)

Se f è una quantità positiva l'angolo θ=2πft cresce nel tempo, mentre se f è una quantità negativa θ=2πft decresce: in altre parole il segno determina la direzione di rotazione dell'asta, che è in senso antiorario se la frequenza è positiva e in senso orario se la frequenza è negativa.

Un caso particolarmente interessante si verifica nella teoria relativistica delle particelle elementari; secondo la teoria della relatività l'energia totale di una particella libera ha un limite inferiore che dipende dalla massa della particella. Una particella può essere rappresentata anche come un'onda di materia e la frequenza di oscillazione di quest'onda è proporzionale all'energia della particella. In questo contesto energie negative, che sono legate alle antiparticelle, vengono associate a particelle che si muovono all'indietro nel tempo e questa è l'interpretazione di Feynman e Stückelberg delle antiparticelle.