हर्ट्ज़
SI व्युत्पन्न इकाई · राशि: आवृत्ति
01 · परिभाषा
हर्ट्ज़ ने प्रयोगशाला में रेडियो तरंगें पकड़ीं और छत्तीस की उम्र में चल बसे, रेडियो देखे बिना। आवृत्ति की इकाई को उनका नाम मृत्यु के छत्तीस बरस बाद मिला।
एक हर्ट्ज़ यानी एक सेकंड में एक घटना। रूप से यह बस सेकंड का व्युत्क्रम है, पर हर्ट्ज़ का दायरा सख़्त है: केवल आवर्ती प्रक्रियाएँ, जहाँ घटना बराबर अंतराल पर दोहराती है। दिल लगभग 1 Hz पर धड़कता है, सॉकेट की बिजली 50 Hz पर काँपती है, मानक स्वर a¹ 440 Hz का है, और प्रोसेसर गीगाहर्ट्ज़ में ताल देता है। सेकंड के व्युत्क्रम के और भी नाम हैं: वही विमा रेडियोधर्मी क्षय के बेकरेल की है और रेडियन प्रति सेकंड में कोणीय वेग की, पर ये अलग राशियाँ हैं और इन्हें मिलाना नहीं चाहिए।
सेकंड की ऋण पहली घात हर्ट्ज़, बेकरेल और रेडियन प्रति सेकंड के पीछे खड़ी है, और विमा इन्हें अलग करने में मदद नहीं करती — फ़र्क़ प्रक्रिया की प्रकृति में है। मानक ISO 80000-3 हर्ट्ज़ को केवल आवर्ती परिघटनाओं के लिए मानता है, ISO 80000-10 बेकरेल को यादृच्छिक क्षय के हवाले करता है, और कोणीय आवृत्ति को रेडियन प्रति सेकंड में लिखने को कहता है ठीक इसलिए कि दो पाई का गुणक लिखत में खो न जाए। रूप से रेडियन विमाहीन है और rad/s को s⁻¹ तक छोटा किया जा सकता था, पर तब चक्कर और कंपन काग़ज़ पर अलग नहीं रह जाते।
02 · रूपांतरण
आवृत्ति डालिए — पत्रक आवर्तकाल और तरंगदैर्घ्य देगा
आवृत्ति और आवर्तकाल परस्पर व्युत्क्रम हैं, इसलिए तालिका राशि को गुणा करने के बजाय उलटती है। चक्कर और धड़कनें प्रति मिनट वही चक्र हैं, बस मिनट के सापेक्ष गिने गए।
तालिका की तरंग संख्या आवृत्ति नहीं, स्पेक्ट्रमिकी में उसका विकल्प है: व्युत्क्रम सेंटीमीटर बताता है कि एक सेंटीमीटर में कितनी तरंगदैर्घ्य समाती हैं, और प्रकाश की चाल से गुणा करके हर्ट्ज़ में बदल जाता है। रसायनज्ञ और स्पेक्ट्रमविद इसे इसलिए बरतते हैं कि संख्या सुभीते की निकलती है: कार्बन-ऑक्सीजन बंध का कंपन इक्यावन टेराहर्ट्ज़ के बजाय 1700 व्युत्क्रम सेंटीमीटर देता है।
| इकाई | नाम | मान | कहाँ मिलती है |
|---|---|---|---|
| Hz | हर्ट्ज़, SI इकाई | 50 | भौतिकी, तकनीक, संगीत |
| kHz | किलोहर्ट्ज़ | 0.05 | ध्वनि, दीर्घ तरंगें |
| MHz | मेगाहर्ट्ज़ | 5·10⁻⁵ | रेडियो, घड़ी आवृत्तियाँ |
| GHz | गीगाहर्ट्ज़ | 5·10⁻⁸ | प्रोसेसर, वाई-फ़ाई, रडार |
| THz | टेराहर्ट्ज़ | 5·10⁻¹¹ | अवरक्त और दृश्य प्रकाश |
| rad/s | रेडियन प्रति सेकंड | 314.16 | यांत्रिकी, कंपन सिद्धांत |
| c/s | cycles per second | 50 | साठ के दशक से पहले की रेडियो तकनीक |
| kc/s | किलोचक्र प्रति सेकंड | 0.05 | वाल्व रेडियो के डायल |
| Mc/s | मेगाचक्र प्रति सेकंड | 5·10⁻⁵ | लघु तरंग संचार |
| चक्कर/मिनट | चक्कर प्रति मिनट | 3000 | धुरे, मोटर, चक्रिकाएँ |
| s | सेकंड में आवर्तकाल | 0.02 | लोलक, यांत्रिकी |
| cm⁻¹ | तरंग संख्या | 1.668·10⁻⁹ | स्पेक्ट्रमिकी, रसायन |
आवृत्ति और आवर्तकाल परस्पर व्युत्क्रम हैं, इसलिए तालिका राशि को उलट देती है। रेडियन प्रति सेकंड हर्ट्ज़ से दो पाई के गुणक जितना अलग है: बिजली के पचास हर्ट्ज़ यानी 314 रेडियन प्रति सेकंड
03 · परिमाण की कोटियाँ
मंगल की कक्षा से गामा क्वांटा तकएक हर्ट्ज़: विश्राम की नब्ज़, प्रति सेकंड एक चक्र
04 · मापक यंत्र
आवृत्ति किससे नापते हैं
यह किसी मानक अंतराल में स्पंद गिनता है और एक को दूसरे से भाग देता है। परिशुद्धता पूरी तरह भीतरी क्रिस्टल पर टिकी है: एक सेकंड के द्वार पर यंत्र आवृत्ति को एक गिनती से बेहतर नहीं जान सकता, इसीलिए ऊँची आवृत्तियाँ भाग देकर और नीची आवर्तकाल नापकर मापी जाती हैं।
यह समय में कंपन का आकार दिखाता है: झाड़ू की खानों पर आवर्तकाल गिनने से आवृत्ति निकल आती है। तरीक़ा गणक से मोटा है, बदले में संकेत ख़ुद दिखता है — विरूपण, कंपकंपी, और यह भी कि कंपन कतई अकेला नहीं है।
यह जानी हुई आवृत्ति पर चमकता है: घूमते पिंड पर निशान ठहरा हुआ लगे तो दोनों आवृत्तियाँ मिल गईं। तरीक़ा किसी चीज़ को छूता नहीं, इसलिए धुरों और पंखुड़ियों के लिए अपरिहार्य है, पर धोखा देता है — पहिया गुणजों पर भी ठहरा दिखता है, और अनुभवी मिस्त्री हमेशा दोगुनी पर भी जाँच लेता है।
यह आवृत्ति नापता नहीं, तय करता है: ठंडे किए सीज़ियम परमाणुओं को सूक्ष्मतरंग गुहा से ऊपर उछाला जाता है और दोलक को अनुनाद पर सधाया जाता है। विश्व समय ऐसे ही यंत्र थामे हुए हैं, जबकि स्ट्रॉन्शियम और इटर्बियम के प्रकाशीय मानक इनसे सैकड़ों गुना अधिक परिशुद्ध हैं।
05 · लेखन नियम
बड़ा H, छोटा z, और कोई «प्रति सेकंड» नहीं
संकेत उपनाम से बना है, इसलिए पहला अक्षर बड़ा और दूसरा छोटा: Hz, न HZ और न hz। पाठ में इकाई का नाम छोटे अक्षर से लिखा जाता है — hertz। उपसर्ग बिना जगह छोड़े और सही आकार में जमाए जाते हैं: kHz छोटे k के साथ, MHz और GHz बड़े अक्षर के साथ।
संख्या और संकेत के बीच अटूट जगह रखी जाती है। रूसी संकेत Гц है, बड़े Г और छोटे ц के साथ। गुणक उपसर्ग एक्सा तक जाते हैं: किलोहर्ट्ज़, मेगाहर्ट्ज़, गीगाहर्ट्ज़, टेराहर्ट्ज़, पेटाहर्ट्ज़, एक्साहर्ट्ज़; आख़िरी दो प्रकाशिकी और एक्स-किरण भौतिकी में मिलते हैं। घूर्णन आवृत्ति को ISO 80000-3 के अनुसार हर्ट्ज़ में देना चलता है यदि एक चक्कर को एक चक्र गिना जाए, पर तकनीक चक्कर प्रति मिनट को तरजीह देती है, और एक ही दस्तावेज़ में दोनों लिखतें मिलानी नहीं चाहिए।
06 · पड़ोसी इकाइयाँ
तीन इकाइयाँ हर्ट्ज़ के साथ सेकंड के व्युत्क्रम की विमा बाँटती हैं। इन्हें गणित नहीं, यह बात अलग करती है कि दोहराता क्या है — और दोहराता है भी या नहीं।
यादृच्छिक क्षय
चक्र प्रति सेकंड
कोणीय आवृत्ति
Simetrium के पत्रकों में से हर्ट्ज़ से सटी हैं सेकंड, जिसका यह व्युत्क्रम है, बैकेरल उसी विमा की और दूसरे अर्थ की, रेडियन s चक्कर प्रति मिनट के रूप में घूर्णन के लिए, और डेसिबल, जिससे आवृत्ति के साथ संकेत के घटने का वर्णन होता है।
07 · ऐतिहासिक भाग
चक्र प्रति सेकंड, जो उपनाम बन गए
कार्ल्सरुए में उन्होंने चिंगारी अंतराल वाला कंपित्र जोड़ा और उससे कुछ मीटर दूर एक ग्राही छल्ला रखा। छल्ले में चिंगारी कंपित्र के निस्सरणों की ताल पर कूदती थी: तरंग हवा पार कर आई और पकड़ में आ गई। तरंगदैर्घ्य हर्ट्ज़ ने प्रयोगशाला की दीवार के पास बने अचर चित्र से नापा — वह क़रीब एक मीटर निकला।
रेडियो तकनीक आधी सदी तक cycles per second लिखती रही, और रेडियो के डायलों पर किलोचक्र और मेगाचक्र खड़े रहते थे। लिखत साफ़ थी पर भारी, और हर भाषा में अलग दिखती थी — कोई साझा संकेत था ही नहीं।
अंतर्राष्ट्रीय विद्युत-तकनीकी आयोग ने इकाई को हर्ट्ज़ कहने का सुझाव दिया, पर आदत मज़बूती से टिकी रही: किलोचक्र डायलों से साठ के दशक के अंत में ही ग़ायब हुए, तब जब महासम्मेलन ने हर्ट्ज़ को अंतर्राष्ट्रीय पद्धति में शामिल कर लिया।
सेकंड की खगोलीय परिभाषा को परमाणु परिभाषा से बदला गया: सीज़ियम-133 में संक्रमण की आवृत्ति को हर्ट्ज़ की ठीक-ठीक संख्या घोषित कर दिया गया। उस घड़ी से हर्ट्ज़ मूलतः सेकंड से व्युत्पन्न नहीं रहा — बल्कि उलटा।
हर्ट्ज़ अपने प्रयोगों को बेकार मानते थे
1887 में उन्होंने भेजने वाले परिपथ के निस्सरण से ग्राही परिपथ में चिंगारी पाई और सिद्ध किया कि मैक्सवेल की भविष्यवाणी वाली विद्युत-चुंबकीय तरंगें मौजूद हैं। उपयोग के सवाल पर वे कहते थे कि इसमें कोई व्यावहारिक अर्थ है ही नहीं — यह बस सिद्धांत की पुष्टि है। आठ बरस बाद पोपोव और मार्कोनी ने संकेत भेजने शुरू किए, और जब आवृत्ति की इकाई को उनका नाम मिला, रेडियो महाद्वीपों को जोड़ चुका था। आज हर्ट्ज़ में सब कुछ नापा जाता है, प्रोसेसर की ताल से लेकर गुरुत्वीय तरंगों की आवृत्ति तक।
सूची · माप की इकाइयाँ
हर राशि के लिए एक पत्रक
SI की सात मूल इकाइयाँ, अपने नाम वाली बाईस व्युत्पन्न इकाइयाँ, और पद्धति से बाहर की वे इकाइयाँ जिनके बिना न तकनीक चलती है न रोज़मर्रा। हर एक का अपना पत्र: परिभाषा, रूपांतरण, यंत्र, लेखन नियम। 28 भाषाओं में।
अपने नाम वाली SI व्युत्पन्न इकाइयाँ
हर्ट्ज़ का पत्रक खुला हैSI की मूल इकाइयाँ
गेरुए रंग में — सेकंड, जिसे हर्ट्ज़ उलट देता हैदूसरी लिखतों में आवृत्ति
पत्रक की भाषा
28 भाषाएँ। संकेत Hz अंतर्राष्ट्रीय है, पर बिजली की आवृत्ति अलग-अलग: यूरोप और एशिया में पचास हर्ट्ज़, अमेरिका और जापान में साठ — पत्रक स्थानीय मान रख देता है।