כיחידה של תדר גל, הרץ שווה למחזור אחד לשנייה. הרץ נמצא בשימוש נרחב בחקר גלים אלקטרומגנטיים, ובהרחבה בחקר החומר עצמו, מכיוון שכל דבר ביקום מורכב מאטומים רוטטים. זה נפוץ גם בטכנולוגיה חשמלית מכיוון שחשמל נוצר על ידי טורבינות מסתובבות שיוצרות זרם שמתחלף בתדר קבוע.
אם אתה יודע את התדירות (f) ואורך גל (λ) של צורת גל, אתה יכול להכפיל אותם יחד כדי להשיג את מהירות הגל:
v = \ lambda f
כתוצאה מכך, אתה יכול להפיק את התדר אם אתה יודע מהירות ואורך הגל:
f = \ frac {v} {λ}
כדי לקבל תדר בהרץ, המהירות חייבת להיות "יחידות אורך" לשנייה, ויש למדוד את אורך הגל באותן "יחידות אורך". לדוגמא, אם נמדדת מהירות ב- m / s, יש למדוד את אורך הגל ב מטר.
מאיפה המילה "הרץ"?
היינריך הרץ (1857–1894) היה אחד המדענים החשובים במאה התשע עשרה. הפיזיקאי המפורסם העצמי המפורסם היה אחראי בין היתר לגילוי האפקט הפוטואלקטרי, שעזר להוות את הבסיס לתורת הקוונטים המודרנית. הרץ גילה גם גלי רדיו, שיש להם יישומים מודרניים רבים בטכנולוגיה אלחוטית, אסטרופיזיקה ובמקומות אחרים. כדי לכבד את הרץ, התאסף קונסורציום של מדענים בשנת 1930 וקרא על שמו את יחידת התדר.
השתמש בטבלת המרה של הרץ כדי להמיר מהירות זוויתית
יישום אחד ליחידות הרץ הוא כאשר בוחנים סיבוב של גוף סביב מוט מרכזי. בהקשר זה, כאשר מהירות זוויתית נמדדת ברדיאנים לשנייה, ניתן להמיר אותה ישירות להרץ על ידי הכפלת בפקטור 2π, שהוא מספר הרדיאנים במעגל.
במילים אחרות, מכיוון שיש 2π רדיאנים במעגל, רדיאן אחד לשנייה שווה ל- 1 / 2π הרץ = 0.1592 הרץ. לעומת זאת, מחזור שלם אחד שווה ל- 2π רדיאנים, מכאן נובע כי 1 הרץ = 2π רדיאנים לשנייה = 6.283 rad / s.
אם אינך רוצה להמיר ידנית בין רדיאנים לשנייה (או מעלות לשנייה) להרץ, תוכל תמיד להתייעץ בטבלת המרות הרץ באופן מקוון. הם גם עוזרים לך להמיר מתדר במיקרו-שניות להרץ או לתדר בכל יחידה אחרת להרץ.
חישוב הרץ מאורך גל ומהירות גל
נניח שאתה מודד את המרחק בין זוג גלי ים ל -25 מטר. אתה מתאר כמה זמן לוקח לגל לעבור זוג נקודות התייחסות ולחשב שהוא נע בערך 25 מייל לשעה. האם אתה יכול לחשב את תדר הגל בהרץ? התשובה חיובית, אך ראשית עליך להמיר את כל מרווחי הזמן לשניות ולבטא את כל המרחקים באותן יחידות. במקרה זה, הדרך הקלה ביותר לעשות זאת היא להמיר את מהירות הגל לרגל / שנייה:
\ התחל {מיושר} 15 \; \ text {mph} & = \ frac {15 \; \ טקסט {מייל לשעה} × 5,280 \; \ טקסט {רגל / מייל}} {60 × 60 \; \ text {שניות / שעה}} \\ & = \ frac {79,200 \; \ text {רגליים / שעה}} {3,600 \; \ text {שניות / שעה}} \\ & = 22 \; \ text { ft / s} \ end {align}
התדירות בהרץ היא אז:
\ frac {22 \; \ text {ft / s}} {25 \; \ text {ft}} = 0.88 \; \ text {Hz} = 880 \; \ text {mHz}
זהו למעשה אותו פרוצדורה בה משתמשים מדענים בעת חישוב התדרים של גלים אלקטרומגנטיים ודחפים חשמליים. כאשר מתמודדים עם תופעות אלקטרומגנטיות או חשמליות, אורכי הגל הם הרבה יותר קצרים והמהירויות הרבה יותר גדולים, ולכן התדרים גבוהים יותר בהתאם. כדי להקל על החישובים, מדענים מקצים את הקידומות הנפוצות במערכת המדידה SI:
- 1 ננוהרץ = 10-9 הרץ
- 1 מיקרו-הרץ = 10-6 הרץ
- 1 מיליהרץ = 10-3 הרץ
- 1 קילוהרץ = 103 הרץ
- 1 מגה-הרץ = 106 הרץ
- 1 גיגה הרץ = 109 הרץ
- 1 טרהרץ = 1012 הרץ.