Як одиниця частоти хвилі, герц дорівнює одному циклу в секунду. Герц широко використовується при вивченні електромагнітних хвиль, а по суті - і при дослідженні самої речовини, оскільки все у Всесвіті складається з вібруючих атомів. Це також часто зустрічається в електротехніці, оскільки електроенергія виробляється за допомогою обертових турбін, які створюють струм, який змінюється з фіксованою частотою.
Якщо ви знаєте частоту (f) і довжина хвилі (λ) форми хвилі, ви можете помножити їх разом, щоб отримати швидкість хвилі:
v = \ лямбда f
Отже, ви можете отримати частоту, якщо знаєте швидкість та довжину хвилі:
f = \ frac {v} {λ}
Щоб отримати частоту в герцах, швидкість повинна бути в "одиницях довжини" в секунду, а довжина хвилі повинна бути виміряна в тих самих "одиницях довжини". Наприклад, якщо швидкість вимірюється в м / с, довжина хвилі повинна бути виміряна в метрів.
Звідки походить слово "Герц"?
Генріх Герц (1857–1894) - один із найважливіших учених XIX століття. Видатний самозакоханий фізик відповідав, серед іншого, за відкриття фотоефекту, який допоміг сформувати основу сучасної квантової теорії. Герц також відкрив радіохвилі, які мають численні сучасні програми в бездротових технологіях, астрофізиці та інших місцях. На честь Герца в 1930 році зібрався консорціум вчених, який назвав одиницю частоти на його честь.
Використовуйте таблицю перетворення Герца для перетворення кутової швидкості
Одне застосування для герцових одиниць - це розгляд питання обертання тіла навколо центрального полюса. У цьому контексті, коли кутова швидкість вимірюється в радіанах за секунду, її можна перетворити безпосередньо в герц, помноживши на коефіцієнт 2π, що є кількістю радіанів у колі.
Іншими словами, оскільки в колі є 2π радіанів, один радіан в секунду дорівнює 1 / 2π Гц = 0,1592 Гц. І навпаки, 1 повний цикл дорівнює 2π радіанам, випливає, що 1 герц = 2π радіани в секунду = 6,283 рад / с.
Якщо ви не хочете вручну перетворювати між радіанами в секунду (або градусами в секунду) та герцами, ви завжди можете звернутися до таблиці перетворення герц в Інтернеті. Вони також допоможуть вам перетворити частоту в мікросекундах в герц або частоту будь-якої іншої одиниці в герц.
Розрахунок герца з довжини хвилі та швидкості хвилі
Припустимо, ви вимірюєте відстань між парою океанських хвиль 25 футів. Ви визначаєте час, скільки часу потрібно хвилі, щоб пройти пару опорних точок, і обчислюєте, що вона рухається приблизно 15 миль на годину. Чи можете ви розрахувати частоту хвилі в герцах? Відповідь так, але спочатку потрібно перетворити всі часові інтервали в секунди і виразити всі відстані в одних і тих же одиницях. У цьому випадку найпростіший спосіб зробити це - перетворити швидкість хвилі у фути / секунду:
\ begin {align} 15 \; \ text {mph} & = \ frac {15 \; \ text {миль / годину} × 5280 \; \ text {футів / милю}} {60 × 60 \; \ текст {секунд / годину}} \\ & = \ frac {79,200 \; \ текст {футів / годину}} {3600 \; \ текст {секунд / годину}} \\ & = 22 \; \ text { фут / с} \ end {вирівняно}
Тоді частота в герцах:
\ frac {22 \; \ text {ft / s}} {25 \; \ text {ft}} = 0,88 \; \ text {Гц} = 880 \; \ текст {мГц}
По суті, це та сама процедура, яку вчені використовують при розрахунку частот електромагнітних хвиль та електричних імпульсів. При роботі з електромагнітними або електричними явищами довжини хвиль набагато коротші, а швидкості набагато більші, тому частоти відповідно вище. Для спрощення обчислень вчені призначають префікси, які зазвичай використовуються в системі вимірювання СІ:
- 1 наногерц = 10-9 Гц
- 1 мікрогерц = 10-6 Гц
- 1 мілігерц = 10-3 Гц
- 1 кілогерц = 103 Гц
- 1 мегагерц = 106 Гц
- 1 гігагерц = 109 Гц
- 1 терагерц = 1012 Гц