Πώς να υπολογίσετε τη συχνότητα σε Hertz

Ως μονάδα συχνότητας κύματος, το hertz ισούται με έναν κύκλο ανά δευτερόλεπτο. Το hertz χρησιμοποιείται ευρέως στη μελέτη των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, και κατ 'επέκταση η μελέτη της ίδιας της ύλης, επειδή τα πάντα στο σύμπαν αποτελούνται από δονούμενα άτομα. Είναι επίσης κοινό στην ηλεκτρική τεχνολογία, επειδή η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται από περιστρεφόμενους στροβίλους που δημιουργούν ρεύμα που εναλλάσσεται με μια σταθερή συχνότητα.

Εάν γνωρίζετε τη συχνότητα (φά) και μήκος κύματος (λ) μιας κυματομορφής, μπορείτε να τα πολλαπλασιάσετε μαζί για να αποκτήσετε την ταχύτητα του κύματος:

Κατά συνέπεια, μπορείτε να εξαγάγετε τη συχνότητα εάν γνωρίζετε την ταχύτητα και το μήκος κύματος:

Για να λάβετε συχνότητα σε hertz, η ταχύτητα πρέπει να είναι σε "μονάδες μήκους" ανά δευτερόλεπτο και το μήκος κύματος πρέπει να μετρηθεί στα ίδια "μονάδες μήκους." Για παράδειγμα, εάν η ταχύτητα μετριέται σε m / s, το μήκος κύματος πρέπει να μετρηθεί σε μέτρα.

Ο Heinrich Hertz (1857–1894) ήταν ένας από τους σημαντικότερους επιστήμονες του 19ου αιώνα. Ο διάσημος αυτοαποκαλούμενος φυσικός ήταν υπεύθυνος, μεταξύ άλλων, για την ανακάλυψη του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, το οποίο βοήθησε στη δημιουργία των θεμελίων για τη σύγχρονη κβαντική θεωρία. Ο Hertz ανακάλυψε επίσης ραδιοκύματα, τα οποία έχουν πολλές σύγχρονες εφαρμογές στην ασύρματη τεχνολογία, την αστροφυσική και αλλού. Για να τιμήσει τον Hertz, μια κοινοπραξία επιστημόνων συγκεντρώθηκε το 1930 και ονόμασε τη μονάδα συχνότητας μετά από αυτόν.

Μία εφαρμογή για μονάδες hertz είναι όταν εξετάζουμε την περιστροφή ενός σώματος γύρω από έναν κεντρικό πόλο. Σε αυτό το πλαίσιο, όταν η γωνιακή ταχύτητα μετριέται σε ακτίνια ανά δευτερόλεπτο, μπορεί να μετατραπεί απευθείας σε hertz πολλαπλασιάζοντας τον συντελεστή 2π, που είναι ο αριθμός των ακτίνων σε έναν κύκλο.

Με άλλα λόγια, δεδομένου ότι υπάρχουν 2π ακτίνια σε κύκλο, ένα ακτίνα ανά δευτερόλεπτο ισούται με 1 / 2π Hz = 0,1592 Hz. Αντίθετα, 1 πλήρης κύκλος είναι ίσος με 2π ακτίνια, προκύπτει ότι 1 hertz = 2π ακτίνια ανά δευτερόλεπτο = 6.283 rad / s.

Εάν δεν θέλετε να κάνετε χειροκίνητη μετατροπή μεταξύ ακτίνων ανά δευτερόλεπτο (ή μοίρες ανά δευτερόλεπτο) και hertz, μπορείτε πάντα να συμβουλευτείτε έναν πίνακα μετατροπής hertz στο διαδίκτυο. Σας βοηθούν επίσης να μετατρέψετε από συχνότητα σε μικροδευτερόλεπτα σε hertz ή συχνότητα σε οποιαδήποτε άλλη μονάδα σε hertz.

Ας υποθέσουμε ότι μετράτε την απόσταση μεταξύ ενός ζεύγους ωκεανών κυμάτων να είναι 25 πόδια. Ο χρόνος που χρειάζεται για το κύμα να περάσει ένα ζευγάρι σημείων αναφοράς και να υπολογίσει ότι κινείται περίπου 15 μίλια ανά ώρα. Μπορείτε να υπολογίσετε τη συχνότητα κυμάτων σε hertz; Η απάντηση είναι ναι, αλλά πρώτα πρέπει να μετατρέψετε όλα τα χρονικά διαστήματα σε δευτερόλεπτα και να εκφράσετε όλες τις αποστάσεις στις ίδιες μονάδες. Σε αυτήν την περίπτωση, ο ευκολότερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να μετατρέψετε την ταχύτητα κύματος σε πόδια / δευτερόλεπτο:

Η συχνότητα σε hertz είναι τότε:

Αυτή είναι ουσιαστικά η ίδια διαδικασία που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες κατά τον υπολογισμό των συχνοτήτων των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και των ηλεκτρικών παλμών. Όταν αντιμετωπίζετε ηλεκτρομαγνητικά ή ηλεκτρικά φαινόμενα, τα μήκη κύματος είναι πολύ μικρότερα και οι ταχύτητες πολύ μεγαλύτερες, έτσι οι συχνότητες είναι αντίστοιχα υψηλότερες. Για να διευκολύνουν τους υπολογισμούς, οι επιστήμονες εκχωρούν τα προθέματα που χρησιμοποιούνται συνήθως στο σύστημα μέτρησης SI:

• 1 nanohertz = 10^-9 Ηζ
• 1 microhertz = 10^-6 Ηζ
• 1 millihertz = 10-³ Ηζ
• 1 κιλόhertz = 10³ Ηζ
• 1 megahertz = 10⁶ Ηζ
• 1 gigahertz = 10⁹ Ηζ
• 1 terahertz = 10¹² Ηζ.