كوحدة لتردد الموجة ، فإن هرتز يساوي دورة واحدة في الثانية. يستخدم الهيرتز على نطاق واسع في دراسة الموجات الكهرومغناطيسية ، وبالتالي في دراسة المادة نفسها ، لأن كل شيء في الكون يتكون من ذرات مهتزة. إنه شائع أيضًا في التكنولوجيا الكهربائية ، لأن الكهرباء يتم توليدها عن طريق التوربينات الدوارة التي تولد تيارًا يتناوب بتردد ثابت.
إذا كنت تعرف التردد (F) والطول الموجي (λ) لشكل موجة ، يمكنك ضربهما معًا للحصول على سرعة الموجة:
ت = \ لامدا و
وبالتالي ، يمكنك اشتقاق التردد إذا كنت تعرف السرعة وطول الموجة:
f = \ frac {v} {λ}
للحصول على التردد بالهرتز ، يجب أن تكون السرعة بوحدة "وحدات الطول" في الثانية ، ويجب قياس الطول الموجي في نفس "وحدات الطول". على سبيل المثال ، إذا تم قياس السرعة بوحدة m / s ، فيجب قياس الطول الموجي أمتار.
من أين تأتي كلمة "هيرتز"؟
كان هاينريش هيرتز (1857-1894) أحد أهم علماء القرن التاسع عشر. كان عالِم الفيزياء المشهور بمحو نفسه مسؤولاً ، من بين أمور أخرى ، عن اكتشاف التأثير الكهروضوئي ، الذي ساعد في تشكيل الأساس لنظرية الكم الحديثة. اكتشف هيرتز أيضًا موجات الراديو ، التي لها العديد من التطبيقات الحديثة في التكنولوجيا اللاسلكية والفيزياء الفلكية وأماكن أخرى. لتكريم هيرتز ، اجتمع كونسورتيوم من العلماء في عام 1930 وأطلق على وحدة التردد اسمه.
استخدم جدول تحويل هرتز لتحويل السرعة الزاوية
تطبيق واحد لوحدات هرتز عند النظر في دوران الجسم حول القطب المركزي. في هذا السياق ، عندما تُقاس السرعة الزاوية بالراديان في الثانية ، يمكن تحويلها مباشرةً إلى هرتز بضربها في عامل 2π ، وهو عدد الراديان في الدائرة.
بعبارة أخرى ، نظرًا لوجود 2π راديان في الدائرة ، فإن راديان واحد لكل ثانية يساوي 1 / 2π هرتز = 0.1592 هرتز. بالمقابل ، دورة واحدة كاملة تساوي 2π راديان ، يتبع ذلك أن 1 هرتز = 2π راديان في الثانية = 6.283 راد / ثانية.
إذا كنت لا تريد التحويل يدويًا بين الراديان في الثانية (أو الدرجات في الثانية) والهرتز ، فيمكنك دائمًا الرجوع إلى جدول تحويل هرتز عبر الإنترنت. كما أنها تساعدك على التحويل من التردد بالميكروثانية إلى هرتز أو التردد في أي وحدة أخرى إلى هرتز.
حساب هيرتز من الطول الموجي وسرعة الموجة
لنفترض أنك قمت بقياس المسافة بين زوج من موجات المحيط لتكون 25 قدمًا. أنت تحدد الوقت الذي تستغرقه الموجة لتمرير زوج من النقاط المرجعية وتحسب أنها تتحرك حوالي 15 ميلاً في الساعة. هل يمكنك حساب تردد الموجة بالهرتز؟ الإجابة هي نعم ، ولكن عليك أولاً تحويل كل الفترات الزمنية إلى ثوانٍ والتعبير عن جميع المسافات في نفس الوحدات. أسهل طريقة للقيام بذلك في هذه الحالة هي تحويل سرعة الموجة إلى قدم / ثانية:
\ start {align} 15 \؛ \ text {mph} & = \ frac {15 \؛ \ text {miles / hour} × 5،280 \؛ \ text {قدم / ميل}} {60 × 60 \؛ \ text {seconds / hour}} \\ & = \ frac {79،200 \؛ \ text {قدم / ساعة}} {3،600 \؛ \ text {seconds / hour}} \\ & = 22 \؛ \ text { قدم / ثانية} \ نهاية {محاذاة}
التردد بالهرتز هو:
\ frac {22 \؛ \ text {ft / s}} {25 \؛ \ text {ft}} = 0.88 \؛ \ text {Hz} = 880 \؛ \ text {mHz}
هذا هو نفس الإجراء الذي يستخدمه العلماء عند حساب ترددات الموجات الكهرومغناطيسية والنبضات الكهربائية. عند التعامل مع الظواهر الكهرومغناطيسية أو الكهربائية ، تكون الأطوال الموجية أقصر بكثير والسرعات أكبر بكثير ، وبالتالي تكون الترددات أعلى في المقابل. لتسهيل العمليات الحسابية ، يقوم العلماء بتعيين البادئات المستخدمة بشكل شائع في نظام قياس SI:
- 1 نانو هرتز = 10-9 هرتز
- 1 ميكروهيرتز = 10-6 هرتز
- 1 ملي هيرتز = 10-3 هرتز
- 1 كيلو هرتز = 103 هرتز
- 1 ميغا هرتز = 106 هرتز
- 1 جيجاهيرتز = 109 هرتز
- 1 تيراهيرتز = 1012 هرتز.