В качестве единицы частоты волны герц равен одному циклу в секунду. Герц широко используется при изучении электромагнитных волн и, в более широком смысле, при изучении самой материи, потому что все во Вселенной состоит из колеблющихся атомов. Это также распространено в электрических технологиях, потому что электричество генерируется вращающимися турбинами, которые создают ток, чередующийся с фиксированной частотой.
Если вы знаете частоту (ж) и длины волны (λ) формы волны, вы можете умножить их вместе, чтобы получить скорость волны:
v = \ lambda f
Следовательно, вы можете получить частоту, если знаете скорость и длину волны:
f = \ frac {v} {λ}
Чтобы получить частоту в герцах, скорость должна быть в «единицах длины» в секунду, а длина волны должна быть измерена. в тех же «единицах длины». Например, если скорость измеряется в м / с, длина волны должна измеряться в метров.
Откуда взялось слово "Герц"?
Генрих Герц (1857–1894) был одним из самых важных ученых девятнадцатого века. Знаменитый скромный физик был ответственен, среди прочего, за открытие фотоэлектрического эффекта, который помог сформировать основу современной квантовой теории. Герц также открыл радиоволны, которые находят множество современных применений в беспроводных технологиях, астрофизике и других областях. Чтобы почтить память Герца, в 1930 году собрался консорциум ученых и назвал единицу частоты его именем.
Используйте таблицу преобразования в герцах для преобразования угловой скорости
Одно из применений герцовых единиц - это рассмотрение вращения тела вокруг центрального полюса. В этом контексте, когда угловая скорость измеряется в радианах в секунду, ее можно напрямую преобразовать в герцы, умножив на коэффициент 2π, который представляет собой количество радианов в круге.
Другими словами, поскольку в круге 2π радиан, один радиан в секунду равен 1 / 2π Гц = 0,1592 Гц. И наоборот, если 1 полный цикл равен 2π радиан, отсюда следует, что 1 герц = 2π радиан в секунду = 6,283. рад / с.
Если вы не хотите вручную конвертировать между радианами в секунду (или градусами в секунду) и герцами, вы всегда можете обратиться к таблице преобразования в герцах онлайн. Они также помогут вам преобразовать частоту в микросекундах в герцы или частоту в любых других единицах измерения в герцы.
Вычисление герц по длине волны и скорости волны
Предположим, вы измеряете расстояние между парой океанских волн и составляет 25 футов. Вы измеряете время, за которое волна проходит пару контрольных точек, и вычисляете, что она движется со скоростью 15 миль в час. Можете ли вы рассчитать частоту волны в герцах? Ответ - да, но сначала вы должны преобразовать все временные интервалы в секунды и выразить все расстояния в тех же единицах. В этом случае самый простой способ сделать это - преобразовать скорость волны в футы в секунду:
\ begin {align} 15 \; \ text {mph} & = \ frac {15 \; \ text {миль / час} × 5280 \; \ text {футов / миля}} {60 × 60 \; \ text {секунды / час}} \\ & = \ frac {79,200 \; \ text {футов / час}} {3,600 \; \ text {секунды / час}} \\ & = 22 \; \ text { фут / сек} \ end {выровнен}
Тогда частота в герцах будет:
\ frac {22 \; \ text {ft / s}} {25 \; \ text {ft}} = 0,88 \; \ text {Hz} = 880 \; \ text {mHz}
По сути, это та же процедура, которую используют ученые при вычислении частот электромагнитных волн и электрических импульсов. Когда мы имеем дело с электромагнитными или электрическими явлениями, длины волн намного короче, а скорости намного больше, поэтому частоты соответственно выше. Чтобы упростить вычисления, ученые присваивают префиксы, обычно используемые в системе измерения SI:
- 1 наногерц = 10-9 Гц
- 1 микрогерц = 10-6 Гц
- 1 миллигерц = 10-3 Гц
- 1 килогерц = 103 Гц
- 1 мегагерц = 106 Гц
- 1 гигагерц = 109 Гц
- 1 терагерц = 1012 Гц.