Aaltotaajuuden yksikkönä hertsi on yhtä jaksoa sekunnissa. Hertsiä käytetään laajalti sähkömagneettisten aaltojen tutkimuksessa ja laajemmin itse aineen tutkimuksessa, koska kaikki maailmankaikkeudessa koostuu värähtelevistä atomeista. Se on yleistä myös sähkötekniikassa, koska sähköä tuotetaan pyörivillä turbiineilla, jotka luovat virtaa, joka vaihtelee kiinteän taajuuden kanssa.
Jos tiedät taajuuden (f) ja aallonpituus (λ), voit kertoa nämä yhdessä saadaksesi aallon nopeuden:
v = \ lambda f
Näin ollen voit johtaa taajuuden, jos tiedät nopeuden ja aallonpituuden:
f = \ frac {v} {λ}
Taajuuden saamiseksi hertseinä nopeuden on oltava "pituuden yksikköinä" sekunnissa, ja aallonpituus on mitattava samoissa "pituusyksiköissä". Esimerkiksi, jos nopeus mitataan m / s, aallonpituus on mitattava metriä.
Mistä sana "Hertz" tulee?
Heinrich Hertz (1857–1894) oli yksi 1800-luvun tärkeimmistä tutkijoista. Kuuluisasti itsestään häviävä fyysikko oli vastuussa muun muassa valosähköisen vaikutuksen löytämisestä, mikä auttoi muodostamaan perustan nykyaikaiselle kvanttiteorialle. Hertz löysi myös radioaaltoja, joilla on lukuisia moderneja sovelluksia langattomassa tekniikassa, astrofysiikassa ja muualla. Hertzin kunniaksi vuonna 1930 kokoontunut tiedekonsortio nimitti taajuusyksikön hänen mukaansa.
Muunna kulmanopeus Hertz-muuntotaulukon avulla
Yksi sovellus hertsiyksiköille on, kun tarkastellaan rungon pyörimistä keskitangon ympäri. Tässä yhteydessä, kun kulmanopeus mitataan radiaaneina sekunnissa, se voidaan muuntaa suoraan hertsiksi kertomalla kerroin 2π, joka on ympyrän säteiden määrä.
Toisin sanoen, koska ympyrässä on 2π radiaania, yksi radiaani sekunnissa on yhtä suuri kuin 1 / 2π Hz = 0,1592 Hz. Päinvastoin, kun 1 täydellinen sykli on yhtä suuri kuin 2π radiaania, seuraa, että 1 hertsi = 2π radiaania sekunnissa = 6.283 rad / s.
Jos et halua muuntaa manuaalisesti radiaaneja sekunnissa (tai astetta sekunnissa) ja hertsiä, voit aina tarkastella hertsien muuntotaulukkoa verkossa. Ne auttavat myös muuntamaan mikrosekuntien taajuudesta hertiä tai minkä tahansa muun yksikön taajuuden hertsiä.
Hertzin laskeminen aallonpituudesta ja aallon nopeudesta
Oletetaan, että mitat valtameriparien välisen etäisyyden 25 jalaksi. Aikaa kuinka kauan kestää, että aalto kulkee vertailupisteparin ja laskee, että se liikkuu noin 15 mailia tunnissa. Voitteko laskea aaltotaajuuden hertseinä? Vastaus on kyllä, mutta ensin on muunnettava kaikki aikavälit sekunteiksi ja ilmaistava kaikki etäisyydet samoissa yksiköissä. Tässä tapauksessa helpoin tapa tehdä tämä on muuntaa aallon nopeus jalkoiksi sekunnissa:
\ aloita {tasattu} 15 \; \ teksti {mph} & = \ frac {15 \; \ teksti {mailia / tunti} × 5280 \; \ teksti {jalkaa / mailia}} {60 × 60 \; \ text {sekuntia / tunti}} \\ & = \ frac {79.200 \; \ text {jalkaa / tunti}} {3600 \; \ text {sekuntia / tunti}} \\ & = 22 \; \ text { ft / s} \ end {tasattu}
Taajuus hertseinä on silloin
\ frac {22 \; \ text {ft / s}} {25 \; \ text {ft}} = 0.88 \; \ text {Hz} = 880 \; \ text {mHz}
Tämä on pohjimmiltaan sama menetelmä, jota tutkijat käyttävät laskettaessa sähkömagneettisten aaltojen ja sähköimpulssien taajuuksia. Kun käsitellään sähkömagneettisia tai sähköisiä ilmiöitä, aallonpituudet ovat paljon lyhyempiä ja nopeudet paljon suuremmat, joten taajuudet ovat vastaavasti suurempia. Laskelmien helpottamiseksi tutkijat antavat etuliitteet, joita käytetään yleisesti SI-mittausjärjestelmässä:
- 1 nanohertsi = 10-9 Hz
- 1 mikrohertsi = 10-6 Hz
- 1 millihertsi = 10-3 Hz
- 1 kilohertsi = 103 Hz
- 1 megahertsi = 106 Hz
- 1 gigahertsi = 109 Hz
- 1 terahertsi = 1012 Hz.