Jako jednotka vlnové frekvence se hertz rovná jednomu cyklu za sekundu. Hertz se široce používá při studiu elektromagnetických vln a rozšířením při studiu samotné hmoty, protože vše ve vesmíru sestává z vibrujících atomů. To je také běžné v elektrické technologii, protože elektřina je generována rotujícími turbínami, které vytvářejí proud, který se střídá s pevnou frekvencí.
Pokud znáte frekvenci (F) a vlnová délka (λ) tvaru vlny, můžete je znásobit dohromady, abyste získali rychlost vlny:
v = \ lambda f
V důsledku toho můžete odvodit frekvenci, pokud znáte rychlost a vlnovou délku:
f = \ frac {v} {λ}
Chcete-li získat frekvenci v hertzích, musí být rychlost v „jednotkách délky“ za sekundu a musí být měřena vlnová délka ve stejných „jednotkách délky“. Například pokud je rychlost měřena v m / s, musí být vlnová délka měřena v metrů.
Odkud pochází slovo „Hertz“?
Heinrich Hertz (1857–1894) byl jedním z nejvýznamnějších vědců devatenáctého století. Slavný samohybný fyzik byl mimo jiné zodpovědný za objev fotoelektrického jevu, který pomohl vytvořit základ moderní kvantové teorie. Hertz také objevil rádiové vlny, které mají četné moderní aplikace v bezdrátové technologii, astrofyzice a jinde. Na počest Hertze se v roce 1930 sešlo konsorcium vědců, kteří po něm pojmenovali jednotku frekvence.
K převodu úhlové rychlosti použijte převodní tabulku Hertz
Jednou z aplikací pro hertzové jednotky je uvažování o rotaci těla kolem středního pólu. V této souvislosti, když se úhlová rychlost měří v radiánech za sekundu, lze ji převést přímo na hertz vynásobením faktorem 2π, což je počet radiánů v kruhu.
Jinými slovy, protože v kruhu jsou 2π radiány, jeden radián za sekundu se rovná 1 / 2π Hz = 0,1592 Hz. Naopak, 1 kompletní cyklus rovný 2π radiánům, z toho vyplývá, že 1 hertz = 2π radiány za sekundu = 6,183 rad / s.
Pokud nechcete ručně převádět mezi radiány za sekundu (nebo stupni za sekundu) a hertzy, můžete si vždy vyhledat online převodní tabulku hertzů. Pomohou vám také převést z frekvence v mikrosekundách na hertz nebo frekvence v jakékoli jiné jednotce na hertz.
Výpočet Hertzu z vlnové délky a rychlosti vlny
Předpokládejme, že změříte vzdálenost mezi dvojicí oceánských vln na 25 stop. Můžete měřit, jak dlouho trvá, než vlna projde dvojicí referenčních bodů, a vypočítat, že se pohybuje asi 15 mil za hodinu. Dokážete vypočítat vlnovou frekvenci v hertzích? Odpověď zní ano, ale nejprve musíte převést všechny časové intervaly na sekundy a vyjádřit všechny vzdálenosti ve stejných jednotkách. V tomto případě je nejjednodušší způsob převést rychlost vlny na stopy / sekundu:
\ begin {zarovnáno} 15 \; \ text {mph} & = \ frac {15 \; \ text {míle / hodinu} × 5 280 \; \ text {stopy / míle}} {60 × 60 \; \ text {sekundy / hodinu}} \\ & = \ frac {79 200 \; \ text {stopy / hodinu}} {3 600 \; \ text {sekundy / hodinu}} \\ & = 22 \; \ text { ft / s} \ end {zarovnáno}
Frekvence v hertzích je pak:
\ frac {22 \; \ text {ft / s}} {25 \; \ text {ft}} = 0,88 \; \ text {Hz} = 880 \; \ text {mHz}
Jedná se v podstatě o stejný postup, jaký vědci používají při výpočtu frekvencí elektromagnetických vln a elektrických impulsů. Pokud jde o elektromagnetické nebo elektrické jevy, vlnové délky jsou mnohem kratší a rychlosti mnohem větší, takže frekvence jsou odpovídajícím způsobem vyšší. Abychom usnadnili výpočty, vědci přiřadí předpony běžně používané v systému měření SI:
- 1 nanohertz = 10-9 Hz
- 1 mikrohertz = 10-6 Hz
- 1 millihertz = 103 Hz
- 1 kilohertz = 103 Hz
- 1 megahertz = 106 Hz
- 1 gigahertz = 109 Hz
- 1 terahertz = 1012 Hz.