Hertz
Származtatott SI-egység · mennyiség: frekvencia
01 · Meghatározás
Hertz a laboratóriumában elkapta a rádióhullámokat, és harminchat évesen meghalt, anélkül hogy a rádiót megérhette volna. A frekvencia egysége harminchat évvel a halála után kapta a nevét.
Egy hertz egy esemény másodpercenként. Formálisan pusztán a reciprok másodperc, de a hertznek szigorú alkalmazási köre van: csak periodikus folyamatok, ahol az esemény egyenlő időközönként ismétlődik. A szív körülbelül 1 Hz-cel ver, a konnektor hálózata 50 Hz-en rezeg, a normál a¹ hang 440 Hz, egy processzor gigahertzekben ütemez. A reciprok másodpercnek más nevei is vannak: ugyanez a dimenziója a radioaktív bomlás becquereljének és a szögsebességnek radián per másodpercben, de ezek más mennyiségek, és összekeverni őket nem szabad.
A másodperc mínusz első hatványa áll a hertz, a becquerel és a radián per másodperc mögött, és a dimenzió nem segít elválasztani őket — a különbség a folyamat természetében van. Az ISO 80000-3 a hertzet csak periodikus jelenségekre engedi meg, az ISO 80000-10 a becquerelt a véletlen bomlásokhoz köti, a körfrekvenciát pedig radián per másodpercben írja elő éppen azért, hogy a két pi-s szorzó ne vesszen el a jelölésben. Formálisan a radián dimenzió nélküli, és a rad/s rövidíthető volna s⁻¹-re, de akkor a fordulatok és a rezgések papíron megkülönböztethetetlenné válnának.
02 · Átszámítás
Írjon be egy frekvenciát — az adatlap megadja a periódusidőt és a hullámhosszt
A frekvencia és a periódusidő egymás reciproka, ezért a táblázat megfordítja a mennyiséget ahelyett, hogy szorozná. A percenkénti fordulat és ütés ugyanaz a ciklus, csak a percre vonatkoztatva.
A táblázat hullámszáma nem frekvencia, hanem annak spektroszkópiai helyettesítője: a reciprok centiméter azt mondja meg, hány hullámhossz fér egy centiméterbe, és a fénysebességgel szorozva alakul hertzcé. A kémikusok és a spektroszkópusok azért használják, mert a szám kényelmesre jön ki: a szén-oxigén kötés rezgése 1700 reciprok centimétert ad ötvenegy terahertz helyett.
| Egység | Név | Érték | Hol fordul elő |
|---|---|---|---|
| Hz | hertz, SI-egység | 50 | fizika, technika, zene |
| kHz | kilohertz | 0,05 | hang, hosszú hullámok |
| MHz | megahertz | 5·10⁻⁵ | rádió, órajelek |
| GHz | gigahertz | 5·10⁻⁸ | processzorok, Wi-Fi, radarok |
| THz | terahertz | 5·10⁻¹¹ | infravörös és látható fény |
| rad/s | radián per másodperc | 314,16 | mechanika, rezgéstan |
| c/s | cycles per second | 50 | rádiótechnika a hatvanas évek előtt |
| kc/s | kilociklus per másodperc | 0,05 | csöves rádiók skálái |
| Mc/s | megaciklus per másodperc | 5·10⁻⁵ | rövidhullámú összeköttetés |
| f/perc | fordulat percenként | 3000 | tengelyek, motorok, lemezek |
| s | periódusidő másodpercben | 0,02 | ingák, mechanika |
| cm⁻¹ | hullámszám | 1,668·10⁻⁹ | spektroszkópia, kémia |
A frekvencia és a periódusidő egymás reciproka, ezért a táblázat megfordítja a mennyiséget. A radián per másodperc két pi-s szorzóval tér el a hertztől: a hálózat ötven hertze 314 radián per másodperc
03 · Nagyságrendek
a Mars pályájától a gamma-kvantumokigEgy hertz: a nyugalmi pulzus, egy ciklus másodpercenként
04 · Mérőeszközök
Mivel mérik a frekvenciát
Egy etalonintervallum alatt megszámolja az impulzusokat, és elosztja egyiket a másikkal. A pontosság teljes egészében a belső kvarcon múlik: egy másodperces kapuidőnél a műszer nem ismerheti a frekvenciát egy számlálásnál jobban, ezért a magas frekvenciákat osztással, az alacsonyakat a periódusidő mérésével mérik.
Megmutatja a rezgés alakját az időben: a frekvencia akkor adódik, ha a periódusidőt leszámoljuk az időalap kockáin. A módszer durvább a számlálónál, viszont látszik maga a jel — a torzítás, a remegés és az, hogy a rezgés egyáltalán nem egyetlen.
Ismert frekvenciával villan: amikor a forgó testen a jel állni látszik, a frekvenciák egybeesnek. Az eljárás semmihez sem ér hozzá, ezért tengelyeknél és lapátoknál pótolhatatlan, de csal — a kerék a többszörösöknél is megáll, és a tapasztalt szerelő mindig ellenőriz kétszeres értéken is.
Nem mér frekvenciát, hanem megszabja: lehűtött céziumatomokat dobnak fel egy mikrohullámú üregen át, és az oszcillátort a rezonanciára hangolják. Éppen ilyen műszerek tartják a világidőt, miközben a stroncium és itterbium optikai etalonjai már százszor pontosabbak náluk.
05 · Írásszabályok
Nagy H, kis z, és semmi „per másodperc”
A jel családnévből ered, ezért az első betű nagy, a második kicsi: Hz, nem HZ és nem hz. Az egység neve a szövegben kis kezdőbetűvel áll — hertz. Az előtagokat szóköz nélkül és a megfelelő betűmérettel szedjük: kHz kis k-val, MHz és GHz naggyal.
A szám és a jel közé nem törhető szóköz kerül. Az orosz jel Гц, nagy Г-vel és kis ц-vel. A sokszorozó előtagok exáig érnek: kilohertz, megahertz, gigahertz, terahertz, petahertz, exahertz; az utóbbi kettő az optikában és a röntgenfizikában bukkan fel. A fordulatszám az ISO 80000-3 szerint megadható hertzben, ha egy fordulatot ciklusnak számolunk, de a technika a percenkénti fordulatot részesíti előnyben, és a két írásmódot nem szabad egy dokumentumban keverni.
06 · Szomszédos egységek
Három egység osztozik a hertzcel a reciprok másodperc dimenzióján. Nem a számolás különbözteti meg őket, hanem az, hogy mi ismétlődik — és hogy ismétlődik-e egyáltalán.
véletlen bomlások
ciklus per másodperc
körfrekvencia
A Simetrium adatlapjai közül a hertz mellett állnak másodperc, amelynek a reciproka, becquerel ugyanazon dimenzióval és más értelemmel, radián s percenkénti fordulatként a forgásra, és decibel, amellyel a jel frekvenciával való csökkenését írják le.
07 · Történeti rész
Ciklusok másodpercenként, amelyekből családnév lett
Karlsruhéban szikraközös rezgőkört és néhány méterrel odébb egy vevőgyűrűt épített. A gyűrűben a rezgőkör kisüléseinek ütemére szikra ugrott át: a hullám átment a levegőn, és sikerült elkapni. Hosszát Hertz a laboratórium fala előtti állóhullámkép alapján mérte meg — egy méter körülinek bizonyult.
A rádiótechnika fél évszázadon át cycles per secondot írt, a vevők skáláin pedig kilociklusok és megaciklusok álltak. A jelölés áttetsző volt, de nehézkes, és minden nyelvben másképp festett — közös jel nem létezett.
A Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság javasolta, hogy az egységet hertznek nevezzék, de a szokás szívósan tartotta magát: a kilociklusok csak a hatvanas évek végére tűntek el a skálákról, miután az Általános Konferencia felvette a hertzet a Nemzetközi Mértékegységrendszerbe.
A másodperc csillagászati meghatározását atomira cserélték: a cézium-133 átmenetének frekvenciáját pontos hertzszámnak nyilvánították. Ettől a pillanattól a hertz lényegében nem a másodpercből származik — inkább fordítva.
Hertz haszontalannak tartotta a kísérleteit
1887-ben szikrát kapott a vevőkörben az adókör kisüléséből, és bebizonyította, hogy a Maxwell megjósolta elektromágneses hullámok léteznek. A hasznosságra vonatkozó kérdésre azt felelte, hogy semmiféle gyakorlati értelme nincs — pusztán az elmélet igazolása. Nyolc évvel később Popov és Marconi elkezdett jeleket küldeni, és mire a frekvencia egysége az ő nevét kapta, a rádió már földrészeket kötött össze. Ma hertzben mérnek mindent, a processzor ütemétől a gravitációs hullámok frekvenciájáig.
Katalógus · mértékegységek
Minden mennyiségnek egy adatlap
Az SI hét alapegysége, huszonkét saját nevű származtatott egység és a rendszeren kívüli egységek, amelyek nélkül sem a technika, sem a hétköznapok nem boldogulnak. Mindegyiknek külön lapja van: meghatározás, átszámítás, eszközök, írásszabályok. 28 nyelven.
Saját nevű SI-származtatott egységek
a hertz adatlapja nyitvaAz SI alapegységei
terrakottával — a másodperc, amelyet a hertz megfordítA frekvencia más írásmódokban
Az adatlap nyelve
28 nyelv. A Hz jel nemzetközi, a hálózati frekvencia azonban nem: ötven hertz Európában és Ázsiában, hatvan Amerikában és Japánban — az adatlap a helyi értéket teszi be.