Als eenheid van golffrequentie is een hertz gelijk aan één cyclus per seconde. De hertz wordt veel gebruikt bij de studie van elektromagnetische golven, en bij uitbreiding de studie van de materie zelf, omdat alles in het universum uit trillende atomen bestaat. Het is ook gebruikelijk in elektrische technologie, omdat elektriciteit wordt opgewekt door roterende turbines die stroom opwekken die wordt afgewisseld met een vaste frequentie.
Als u de frequentie weet (f) en golflengte (λ) van een golfvorm, kun je deze met elkaar vermenigvuldigen om de snelheid van de golf te verkrijgen:
v=\lambda f
Bijgevolg kun je de frequentie afleiden als je de snelheid en golflengte kent:
f=\frac{v}{λ}
Om de frequentie in hertz te krijgen, moet de snelheid in "lengte-eenheden" per seconde zijn en moet de golflengte worden gemeten in dezelfde "lengte-eenheden". Als de snelheid bijvoorbeeld wordt gemeten in m/s, moet de golflengte worden gemeten in meter.
Waar komt het woord "Hertz" vandaan?
Heinrich Hertz (1857-1894) was een van de belangrijkste wetenschappers van de negentiende eeuw. De beroemde zichzelf wegcijferende natuurkundige was onder meer verantwoordelijk voor de ontdekking van het foto-elektrisch effect, dat mede de basis vormde voor de moderne kwantumtheorie. Hertz ontdekte ook radiogolven, die tal van moderne toepassingen hebben in draadloze technologie, astrofysica en elders. Ter ere van Hertz kwam in 1930 een consortium van wetenschappers bijeen en noemde de eenheid van frequentie naar hem.
Gebruik een Hertz-conversietabel om de hoeksnelheid te converteren
Een toepassing voor hertz-eenheden is bij het overwegen van de rotatie van een lichaam rond een centrale pool. In deze context, wanneer de hoeksnelheid wordt gemeten in radialen per seconde, kan deze direct worden omgezet in hertz door te vermenigvuldigen met een factor 2π, wat het aantal radialen in een cirkel is.
Met andere woorden, aangezien er 2π radialen in een cirkel zijn, is één radiaal per seconde gelijk aan 1/2π Hz = 0,1592 Hz. Omgekeerd, als 1 volledige cyclus gelijk is aan 2π radialen, volgt daaruit dat 1 hertz = 2π radialen per seconde = 6,283 rad/s.
Als u niet handmatig wilt omrekenen tussen radialen per seconde (of graden per seconde) en hertz, kunt u altijd online een hertz-conversietabel raadplegen. Ze helpen je ook om van frequentie in microseconden naar hertz of frequentie in een andere eenheid naar hertz om te zetten.
Hertz berekenen op basis van golflengte en golfsnelheid
Stel dat u de afstand tussen een paar oceaangolven meet op 25 voet. Je meet hoe lang het duurt voordat de golf een paar referentiepunten passeert en berekent dat het ongeveer 25 kilometer per uur beweegt. Kun je de golffrequentie in hertz berekenen? Het antwoord is ja, maar eerst moet je alle tijdsintervallen omrekenen naar seconden en alle afstanden in dezelfde eenheden uitdrukken. In dit geval is de eenvoudigste manier om dit te doen, de golfsnelheid om te zetten in voet/seconde:
\begin{uitgelijnd} 15 \;\text{mph} &= \frac{15 \;\text{miles/hour} × 5.280 \;\text{feet/mile}} {60 × 60 \;\text{seconden/uur}} \\ &= \frac{79.200 \;\text{voet/uur}} {3.600\;\text{seconden/uur}} \\ &= 22 \;\text{ ft/s} \end{uitgelijnd}
De frequentie in hertz is dan:
\frac{22 \;\text{ft/s}} {25 \;\text{ft}} = 0,88 \;\text{Hz} = 880\;\text{mHz}
Dit is in wezen dezelfde procedure die wetenschappers gebruiken bij het berekenen van de frequenties van elektromagnetische golven en elektrische impulsen. Bij elektromagnetische of elektrische verschijnselen zijn de golflengten veel korter en de snelheden veel groter, dus de frequenties zijn dienovereenkomstig hoger. Om berekeningen gemakkelijker te maken, wijzen wetenschappers de voorvoegsels toe die vaak worden gebruikt in het SI-meetsysteem:
- 1 nanohertz = 10-9 Hz
- 1 microhertz = 10-6 Hz
- 1 millihertz = 10-3 Hz
- 1 kilohertz = 103 Hz
- 1 megahertz = 106 Hz
- 1 gigahertz = 109 Hz
- 1 terahertz = 1012 Hz.