Hertz
I 1887 mørklagde Heinrich Hertz et auditorium i Karlsruhe og iagttog en trådring med et bitte lille gab. Når oscillatorens gnist knitrede i den anden ende af rummet, sprang der også en gnist over i ringens gab, kun brøkdele af en millimeter lang. Sådan blev en elektromagnetisk bølge fanget for første gang. Hertz selv så forsøget som en prøve på Maxwells teori og så ingen praktisk nytte i det.
Godt fyrre år senere fik frekvensenheden hans navn. Én hertz er én svingning pr. sekund. Strømmen i stikkontakten svinger 50 eller 60 gange i sekundet, a-strengen 440 gange og et wi-fi-signal omkring 2,4 milliarder gange.
| Betegnelse | Hz |
| Definition | én svingning pr. sekund · s⁻¹ · kun for periodiske forløb |
| Referenceværdier | Δν(¹³³Cs) — 9 192 631 770 Hz · ved 1 Hz er vinkelfrekvensen 2π rad/s · 1 Hz — 60 rpm |
| Indført | 1930, IEC · i SI siden 1960 i stedet for „cyklusser pr. sekund“ |
| Standarder | ISO 80000-3 · IEC 60050 · SI Brochure 9th ed. |
| Typiske værdier | 50 Hz — elnettet · 440 Hz — tonen a · 2,4 GHz — wi-fi |
01 · Definition
Hvor mange gange i sekundet
Frekvensen f angiver, hvor mange gange i sekundet et forløb gentager sig. Et pendul, en streng, strømmen i en ledning, en lysbølge — alt, der vender tilbage til samme tilstand med lige store mellemrum. Ét sådant mellemrum kaldes perioden T. Frekvens og periode er hinandens reciprokke værdier: ved en periode på 0,02 s er frekvensen 50 Hz.
For en bølge hænger frekvens og bølgelængde sammen via hastigheden. Radiobølger og lys udbreder sig med hastigheden c, så en bølge på 2,4 GHz er 12,5 cm lang. Lyd er langsommere, og tonen a har en bølgelængde på omkring 78 cm.
Sådan måler man omdrejningsfrekvensen uden at røre skiven
En skive med et hvidt mærke drejer rundt i mørket og ses kun, når lampen til højre blinker. Falder blinkene sammen med omdrejningerne, står mærket samme sted hver gang og ser ud til at stå stille. Blinker lampen lidt sjældnere, kryber mærket langsomt fremad, blinker den lidt oftere, kryber det baglæns. Skyderen indstiller blinkfrekvensen. Den tredje rotor drejer med en ukendt frekvens: find den.
Flyt skyderen langsomt, og hold øje med mærket.
Motorers omdrejningstal angives som regel i rpm — omdrejninger pr. minut. For at få hertz deler man rpm med 60. En ventilator på 1440 rpm laver 24 omdrejninger i sekundet, en harddisk på 7200 rpm 120. En asynkronmotor på et 50 Hz-net kører lidt langsommere end 3000 rpm, og med to polpar omkring 1450.
Hvor i ringen springer gnisten
Til venstre fødes Hertz’ oscillator af en gnistinduktor: to stænger med kugler og et gnistgab imellem. Oscillatorens længde bestemmer bølgelængden, der er omtrent dobbelt så lang som oscillatoren selv. Den blå linje er det elektriske felt langs rummet, og stribernes lysstyrke viser dets amplitude. Til højre ved væggen står en zinkplade. Den reflekterer bølgen, og i rummet opstår knuder, hvor der intet felt er. Trådringen på stativet er modtageren. Gnisten i dens gab afhænger af to ting: feltet netop dér og om ringens omkreds passer med bølgelængden. Ringen kan trækkes rundt i scenen. Til højre en lup over ringens gab og en gnisttæller.
Ringen bevæger sig gennem rummet. Se efter, hvor en gnist tænder i dens gab.
02 · Omregning
| Enhed | Værdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
En motor med ét polpar på et 50 Hz-net kører med næsten 3000 rpm: 50 omdrejninger i sekundet.
Ved 1 Hz er vinkelfrekvensen 2π rad/s, omkring 6,283. Forveksler man dem, rammer man mere end en faktor seks ved siden af.
En wi-fi-bølge på 2,4 GHz er 12,5 cm lang i vakuum, derfor er routerens antenner kun nogle få centimeter store.
03 · Størrelsesordener
04 · Måleinstrumenter
05 · Skriveregler
06 · Naboenheder
07 · Historisk afsnit
Én hertz er lig med ét omvendt sekund, men bruges kun til periodiske forløb. Ved tilfældige henfald af atomkerner kaldes det samme omvendte sekund becquerel. Vinkelhastighed angives i radianer pr. sekund: frekvensen 1 Hz svarer til 2π rad/s. Forveksler man disse størrelser, bliver fejlen en faktor 6,28.
Siden 1967 er sekundet defineret ud fra en frekvens: det er 9 192 631 770 perioder af strålingen fra cæsium-133-atomet. Hertz og sekund hviler på ét og samme tal. Frekvens måles i dag mere præcist end nogen anden størrelse, og derfor føres mange normaler tilbage til at tælle svingninger.
Katalog over størrelser
hele registret →SI-systemets syv grundenheder
En dråbe syre ændrer saftens farve, salt farver flammen, vand fryser ved et bank. Under dem alle Simetriums ark, efter fagområde og alfabetisk.
Åbn registret →