Hertsi
Vuonna 1887 Heinrich Hertz pimensi luentosalin Karlsruhessa ja tarkkaili lankarengasta, jossa oli pienen pieni rako. Kun oskillaattorin kipinä rätisi huoneen toisessa päässä, renkaan raossa hyppäsi oma kipinä, pituudeltaan vain millimetrin murto-osia. Näin sähkömagneettinen aalto havaittiin ensimmäistä kertaa. Hertz itse piti koetta Maxwellin teorian testinä eikä nähnyt siinä käytännön hyötyä.
Runsaat neljäkymmentä vuotta myöhemmin taajuuden yksikkö nimettiin hänen mukaansa. Yksi hertsi on yksi värähdys sekunnissa. Pistorasian virta värähtelee 50 tai 60 kertaa sekunnissa, a-kieli 440 kertaa ja Wi‑Fi-signaali noin 2,4 miljardia kertaa.
| Merkintä | Hz |
| Määritelmä | yksi värähdys sekunnissa · s⁻¹ · vain jaksollisille ilmiöille |
| Vertailuarvot | Δν(¹³³Cs) — 9 192 631 770 Hz · 1 Hz:n taajuudella kulmataajuus on 2π rad/s · 1 Hz — 60 rpm |
| Otettiin käyttöön | 1930, IEC · SI:ssä vuodesta 1960, aiemmin ”jaksoa sekunnissa” |
| Standardit | ISO 80000-3 · IEC 60050 · SI Brochure 9th ed. |
| Tyypillisiä arvoja | 50 Hz — sähköverkko · 440 Hz — a-sävel · 2,4 GHz — Wi‑Fi |
01 · Määritelmä
Montako kertaa sekunnissa
Taajuus f kertoo, montako kertaa sekunnissa ilmiö toistuu. Heiluri, kieli, virta johtimessa, valoaalto — kaikki, mikä palaa samaan tilaan tasavälein. Yhtä tällaista väliä kutsutaan jaksonajaksi T. Taajuus ja jaksonaika ovat toistensa käänteislukuja: kun jaksonaika on 0,02 s, taajuus on 50 Hz.
Aallon taajuus ja aallonpituus liittyvät toisiinsa nopeuden kautta. Radioaallot ja valo etenevät nopeudella c, joten 2,4 GHz:n aallon pituus on 12,5 cm. Ääni etenee hitaammin, ja a-sävelen aallonpituus on noin 78 cm.
Miten pyörimistaajuus selvitetään kiekkoon koskematta
Valkoisella merkillä varustettu kiekko pyörii pimeässä, ja se näkyy vain oikealla olevan lampun välähdysten aikana. Jos välähdykset osuvat yksiin kierrosten kanssa, merkki on joka kerta samassa kohdassa ja näyttää pysyvän paikallaan. Jos välähdyksiä tulee hieman harvemmin, merkki ryömii hitaasti eteenpäin, jos hieman tiheämmin — taaksepäin. Liukusäädin asettaa välähdystaajuuden. Kolmas roottori pyörii tuntemattomalla taajuudella: selvitä se.
Liikuta liukusäädintä hitaasti ja seuraa merkkiä.
Moottorien pyörimisnopeus ilmoitetaan yleensä yksikössä rpm eli kierroksina minuutissa. Hertseiksi muunnetaan jakamalla rpm 60:llä. 1440 rpm:n tuuletin tekee 24 kierrosta sekunnissa, 7200 rpm:n kiintolevy 120. 50 Hz:n verkkoon kytketty epätahtimoottori pyörii hieman alle 3000 rpm, ja kahdella napaparilla noin 1450 rpm.
Missä kohdassa renkaaseen hyppää kipinä
Vasemmalla induktori syöttää Hertzin oskillaattoria: kaksi sauvaa, joiden päissä on kuulat, ja niiden välissä kipinäväli. Oskillaattorin pituus määrää aallonpituuden, joka on noin kaksi kertaa oskillaattorin pituus. Sininen viiva on sähkökenttä huoneen pituussuunnassa, ja raitojen kirkkaus kuvaa sen amplitudia. Oikealla seinän vieressä on sinkkilevy. Se heijastaa aallon, ja huoneeseen syntyy solmuja, joissa kenttää ei ole. Telineessä oleva lankarengas on vastaanotin. Kipinä sen raossa riippuu kahdesta asiasta: kentästä kyseisessä kohdassa ja siitä, vastaako renkaan ympärysmitta aallonpituutta. Rengasta voi vetää näkymässä. Oikealla on suurennuslasi renkaan raon kohdalla ja kipinälaskuri.
Rengas liikkuu huoneen pituussuunnassa. Katso, missä kohdassa sen raossa syttyy kipinä.
02 · Muunnos
| Yksikkö | Arvo | Missä esiintyy |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Yhden napaparin moottori pyörii 50 Hz:n verkossa lähes 3000 rpm: 50 kierrosta sekunnissa.
1 Hz:n taajuudella kulmataajuus on 2π rad/s eli noin 6,283. Niiden sekoittaminen johtaa yli kuusinkertaiseen virheeseen.
2,4 GHz:n Wi‑Fi-aallon pituus tyhjiössä on 12,5 cm, siksi reitittimen antennit ovat muutaman senttimetrin kokoisia.
03 · Suuruusluokat
04 · Mittalaitteet
05 · Kirjoitussäännöt
06 · Naapuriyksiköt
07 · Historiallinen osa
Hertsi on käänteinen sekunti, mutta sitä käytetään vain jaksollisille ilmiöille. Satunnaisille ydinhajoamisille sama käänteinen sekunti on nimeltään becquerel. Kulmanopeus ilmoitetaan radiaaneina sekunnissa: 1 Hz:n taajuutta vastaa 2π rad/s. Jos nämä suureet sekoittaa, virhe on 6,28-kertainen.
Vuodesta 1967 sekunti on määritelty taajuuden avulla: se on 9 192 631 770 cesium-133-atomin säteilyn jaksoa. Hertsi ja sekunti perustuvat yhteen ja samaan lukuun. Taajuutta mitataan nykyään tarkemmin kuin mitään muuta suuretta, joten monet mittanormaalit palautetaan sen laskemiseen.
Suureluettelo
koko hakemisto →SI-järjestelmän seitsemän perusyksikköä
Happotippa muuttaa mehun värin, suola värjää liekin, vesi jäätyy koputuksesta. Niiden alla kaikki Simetriumin lehdet aloittain ja aakkosittain.
Avaa hakemisto →