วิธีการคำนวณความถี่เป็นเฮิรตซ์

เป็นหน่วยของความถี่คลื่น เฮิรตซ์มีค่าเท่ากับหนึ่งรอบต่อวินาที เฮิรตซ์ใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษาคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และโดยการขยายการศึกษาของสสารเอง เนื่องจากทุกสิ่งในจักรวาลประกอบด้วยอะตอมที่สั่นสะเทือน นอกจากนี้ยังพบเห็นได้ทั่วไปในเทคโนโลยีไฟฟ้า เนื่องจากไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยกังหันหมุนที่สร้างกระแสสลับด้วยความถี่คงที่

หากคุณทราบความถี่ (ฉ) และความยาวคลื่น (λ) ของรูปคลื่น คุณสามารถคูณสิ่งเหล่านี้เข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ความเร็วของคลื่น:

ดังนั้น คุณสามารถรับความถี่ได้หากคุณทราบความเร็วและความยาวคลื่น:

เพื่อให้ได้ความถี่เป็นเฮิรตซ์ ความเร็วจะต้องอยู่ใน "หน่วยของความยาว" ต่อวินาที และต้องวัดความยาวคลื่น ใน "หน่วยความยาว" เดียวกัน ตัวอย่างเช่น หากวัดความเร็วเป็น m/s ความยาวคลื่นจะต้องวัดเป็น เมตร

ไฮน์ริช เฮิร์ตซ์ (1857–1894) เป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดของศตวรรษที่สิบเก้า นักฟิสิกส์ผู้โด่งดังคนนี้เป็นผู้รับผิดชอบการค้นพบปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ซึ่งช่วยสร้างรากฐานสำหรับทฤษฎีควอนตัมสมัยใหม่ เฮิรตซ์ยังค้นพบคลื่นวิทยุซึ่งมีแอปพลิเคชั่นที่ทันสมัยมากมายในเทคโนโลยีไร้สาย ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ และที่อื่นๆ เพื่อเป็นเกียรติแก่เฮิรตซ์ กลุ่มนักวิทยาศาสตร์รวมตัวกันในปี 2473 และตั้งชื่อหน่วยความถี่ตามเขา

แอปพลิเคชั่นหนึ่งสำหรับหน่วยเฮิรตซ์คือเมื่อพิจารณาการหมุนของร่างกายรอบเสากลาง ในบริบทนี้ เมื่อวัดความเร็วเชิงมุมเป็นเรเดียนต่อวินาที มันสามารถแปลงเป็นเฮิรตซ์ได้โดยตรงโดยการคูณด้วยตัวประกอบของ 2π ซึ่งเป็นจำนวนเรเดียนในวงกลม

กล่าวอีกนัยหนึ่ง เนื่องจากมี 2π เรเดียนในวงกลม หนึ่งเรเดียนต่อวินาทีจึงเท่ากับ 1/2π Hz = 0.1592 Hz ในทางกลับกัน 1 รอบสมบูรณ์เท่ากับ 2π เรเดียน ตามมาด้วย 1 เฮิรตซ์ = 2π เรเดียนต่อวินาที = 6.283 rad/s.

หากคุณไม่ต้องการแปลงด้วยตนเองระหว่างเรเดียนต่อวินาที (หรือองศาต่อวินาที) กับเฮิรตซ์ คุณสามารถดูตารางการแปลงเฮิรตซ์ทางออนไลน์ได้ตลอดเวลา นอกจากนี้ยังช่วยให้คุณแปลงจากความถี่ในหน่วยไมโครวินาทีเป็นเฮิรตซ์หรือความถี่ในหน่วยอื่น ๆ เป็นเฮิรตซ์

สมมติว่าคุณวัดระยะห่างระหว่างคลื่นทะเลหนึ่งคู่เป็น 25 ฟุต คุณจับเวลาว่าคลื่นใช้เวลานานเท่าใดในการส่งผ่านจุดอ้างอิงคู่หนึ่ง และคำนวณว่าคลื่นเคลื่อนที่ประมาณ 15 ไมล์ต่อชั่วโมง คุณสามารถคำนวณความถี่คลื่นเป็นเฮิรตซ์ได้หรือไม่? คำตอบคือใช่ แต่ก่อนอื่น คุณต้องแปลงช่วงเวลาทั้งหมดเป็นวินาทีและแสดงระยะทางทั้งหมดในหน่วยเดียวกัน ในกรณีนี้ วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำเช่นนี้คือการแปลงความเร็วคลื่นเป็นฟุต/วินาที:

ความถี่ในหน่วยเฮิรตซ์คือ:

นี่เป็นขั้นตอนเดียวกับที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการคำนวณความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงกระตุ้นไฟฟ้า เมื่อต้องรับมือกับปรากฏการณ์แม่เหล็กไฟฟ้าหรือไฟฟ้า ความยาวคลื่นจะสั้นกว่ามากและความเร็วก็มากขึ้น ดังนั้นความถี่จึงสูงขึ้นตามลำดับ เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น นักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดคำนำหน้าที่ใช้กันทั่วไปในระบบการวัด SI:

• 1 นาโนเฮิรตซ์ = 10^-9 Hz
• 1 ไมโครเฮิรตซ์ = 10^-6 Hz
• 1 มิลลิเฮิรตซ์ = 10-³ Hz
• 1 กิโลเฮิรตซ์ = 10³ Hz
• 1 เมกะเฮิรตซ์ = 10⁶ Hz
• 1 กิกะเฮิรตซ์ = 10⁹ Hz
• 1 เทราเฮิรตซ์ = 10¹² เฮิร์ตซ์