Hertz
V roce 1887 Heinrich Hertz zatemnil posluchárnu v Karlsruhe a sledoval drátěný kroužek s nepatrnou mezerou. Když na druhém konci místnosti zapraskala jiskra oscilátoru, přeskočila v mezeře kroužku vlastní jiskra, dlouhá zlomky milimetru. Tak byla poprvé zachycena elektromagnetická vlna. Sám Hertz považoval pokus za ověření Maxwellovy teorie a praktický užitek v něm neviděl.
O více než čtyřicet let později byla jednotka frekvence pojmenována po něm. Jeden hertz je jeden kmit za sekundu. Proud v zásuvce vykoná 50 nebo 60 kmitů za sekundu, struna a 440 a signál Wi‑Fi asi 2,4 miliardy.
| Označení | Hz |
| Definice | jeden kmit za sekundu · s⁻¹ · jen pro periodické děje |
| Referenční hodnoty | Δν(¹³³Cs) — 9 192 631 770 Hz · při 1 Hz je úhlová frekvence 2π rad/s · 1 Hz — 60 rpm |
| Zavedena | 1930, IEC · v SI od roku 1960 místo „cyklů za sekundu“ |
| Normy | ISO 80000-3 · IEC 60050 · SI Brochure 9th ed. |
| Typické hodnoty | 50 Hz — elektrická síť · 440 Hz — tón a · 2,4 GHz — Wi‑Fi |
01 · Definice
Kolikrát za sekundu
Frekvence f udává, kolikrát za sekundu se děj opakuje. Kyvadlo, struna, proud ve vodiči, světelná vlna — všechno, co se vrací do původního stavu ve stejných intervalech. Jeden takový interval se nazývá perioda T. Frekvence a perioda jsou navzájem převrácené: při periodě 0,02 s je frekvence 50 Hz.
U vlny souvisí frekvence s vlnovou délkou prostřednictvím rychlosti. Rádiové vlny a světlo se šíří rychlostí c, a proto má vlna 2,4 GHz délku 12,5 cm. Zvuk je pomalejší a tón a má vlnovou délku asi 78 cm.
Jak zjistit frekvenci otáčení, aniž se kotouče dotknete
Kotouč s bílou značkou se otáčí ve tmě a je vidět jen při záblescích lampy vpravo. Když se záblesky shodují s otáčkami, je značka pokaždé na stejném místě a zdá se nehybná. Když jsou záblesky o něco řidší, značka pomalu leze dopředu, když o něco častější, tak dozadu. Posuvník nastavuje frekvenci záblesků. Třetí rotor se točí neznámou frekvencí: zjistěte ji.
Pomalu posouvejte posuvník a sledujte značku.
Otáčky motorů se obvykle udávají v rpm — otáčkách za minutu. Na hertzy se převádějí dělením 60. Ventilátor s 1440 rpm vykoná 24 otáček za sekundu, pevný disk se 7200 rpm 120. Asynchronní motor napájený ze sítě 50 Hz se točí o něco pomaleji než 3000 rpm, se dvěma páry pólů asi 1450.
Kde v kroužku přeskočí jiskra
Vlevo induktor napájí Hertzův oscilátor: dvě tyče s koulemi a mezi nimi jiskřiště. Délka oscilátoru určuje vlnovou délku, která je zhruba dvakrát větší než oscilátor sám. Modrá čára je elektrické pole podél místnosti, jas pruhů ukazuje jeho rozkmit. Vpravo u stěny stojí zinkový plech. Odráží vlnu a v místnosti vznikají uzly, kde pole není. Drátěný kroužek na stojanu je přijímač. Jiskra v jeho mezeře závisí na dvou věcech: na poli v daném místě a na tom, zda se obvod kroužku shoduje s vlnovou délkou. Kroužek lze po scéně přetahovat. Vpravo je lupa na mezeru kroužku a počítadlo jisker.
Kroužek se pohybuje podél místnosti. Sledujte, kde se v jeho mezeře rozsvítí jiskra.
02 · Převod
| Jednotka | Hodnota | Kde se vyskytuje |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Motor s jedním párem pólů na síti 50 Hz se točí skoro 3000 rpm: 50 otáček za sekundu.
Při frekvenci 1 Hz je úhlová frekvence 2π rad/s, asi 6,283. Kdo je zamění, splete se víc než šestkrát.
Vlna Wi‑Fi 2,4 GHz má ve vakuu délku 12,5 cm, proto jsou antény routeru velké jen pár centimetrů.
03 · Řády veličin
04 · Měřicí přístroje
05 · Pravidla zápisu
06 · Sousední jednotky
07 · Historický oddíl
Hertz se rovná převrácené sekundě, ale píše se jen pro periodické děje. Pro náhodné rozpady jader se stejná převrácená sekunda nazývá becquerel. Úhlová rychlost se píše v radiánech za sekundu: frekvenci 1 Hz odpovídá 2π rad/s. Kdo tyto veličiny zamění, splete se 6,28krát.
Od roku 1967 se sekunda definuje pomocí frekvence: je to 9 192 631 770 period záření atomu cesia 133. Hertz a sekunda stojí na jednom a témže čísle. Frekvenci dnes umíme měřit přesněji než kteroukoli jinou veličinu, a proto se mnoho etalonů převádí na její počítání.
Katalog veličin
celý rejstřík →Sedm základních jednotek SI
Kapka kyseliny změní barvu šťávy, sůl obarví plamen, voda zamrzne po klepnutí. Pod nimi všechny listy Simetria podle oborů a abecedně.
Otevřít rejstřík →