Hertz
Heinrich Hertz 1887-ben elsötétített egy előadótermet Karlsruhéban, és egy apró résű drótgyűrűt figyelt. Amikor a terem másik végében felpattant az oszcillátor szikrája, a gyűrű résében is átugrott egy saját szikra, mindössze a milliméter törtrészeinek hosszán. Így sikerült először elektromágneses hullámot észlelni. Hertz maga a kísérletet Maxwell elmélete próbájának tekintette, gyakorlati hasznát nem látta.
Bő negyven évvel később a frekvencia egységét róla nevezték el. Egy hertz másodpercenként egy rezgés. A konnektorban az áram másodpercenként 50 vagy 60 rezgést végez, az a húr 440-et, a Wi‑Fi-jel pedig mintegy 2,4 milliárdot.
| Jelölés | Hz |
| Meghatározás | másodpercenként egy rezgés · s⁻¹ · csak periodikus folyamatokra |
| Viszonyítási értékek | Δν(¹³³Cs) — 9 192 631 770 Hz · 1 Hz-nél a szögfrekvencia 2π rad/s · 1 Hz — 60 rpm |
| Bevezetve | 1930, IEC · az SI-ben 1960 óta, a „ciklus per másodperc” helyett |
| Szabványok | ISO 80000-3 · IEC 60050 · SI Brochure 9th ed. |
| Jellemző értékek | 50 Hz — elektromos hálózat · 440 Hz — az a hang · 2,4 GHz — Wi‑Fi |
01 · Meghatározás
Hányszor egy másodperc alatt
Az f frekvencia megmutatja, hogy egy folyamat másodpercenként hányszor ismétlődik. Inga, húr, áram a vezetékben, fényhullám — minden, ami egyenlő időközönként visszatér ugyanabba az állapotba. Egy ilyen időközt T periódusidőnek neveznek. A frekvencia és a periódusidő egymás reciproka: 0,02 s periódusidőnél a frekvencia 50 Hz.
Hullámnál a frekvenciát a sebesség köti össze a hullámhosszal. A rádióhullámok és a fény c sebességgel terjednek, ezért egy 2,4 GHz-es hullám hossza 12,5 cm. A hang lassabb, az a hang hullámhossza körülbelül 78 cm.
Hogyan mérhető a forgási frekvencia a tárcsa érintése nélkül
Egy fehér jellel ellátott tárcsa forog a sötétben, és csak a jobb oldali lámpa villanásainál látszik. Ha a villanások egybeesnek a fordulatokkal, a jel minden alkalommal ugyanott van, és állni látszik. Ha a villanások kicsit ritkábbak, a jel lassan előrekúszik, ha kicsit sűrűbbek — hátrafelé. A csúszka a villanási frekvenciát állítja. A harmadik rotor ismeretlen frekvenciával forog: határozza meg.
Lassan mozgassa a csúszkát, és figyelje a jelet.
A motorok fordulatszámát általában rpm-ben, azaz percenkénti fordulatban adják meg. Hertzre úgy számolunk át, hogy az rpm-értéket elosztjuk 60-nal. Egy 1440 rpm-es ventilátor másodpercenként 24 fordulatot tesz meg, egy 7200 rpm-es merevlemez 120-at. Egy 50 Hz-es hálózatról táplált aszinkronmotor valamivel lassabban forog 3000 rpm-nél, két póluspárral pedig körülbelül 1450-nel.
Hol ugrik át szikra a gyűrűben
Balra egy szikrainduktor táplálja Hertz oszcillátorát: két golyós végű rúd, köztük szikraköz. Az oszcillátor hossza határozza meg a hullámhosszt, amely nagyjából kétszerese magának az oszcillátornak. A kék vonal a terem hossza mentén mért elektromos tér, a sávok fényessége pedig a tér kilengését mutatja. Jobbra a falnál cinklemez áll. Visszaveri a hullámot, és a teremben csomópontok alakulnak ki, ahol nincs tér. Az állványon álló drótgyűrű a vevő. A résében keletkező szikra két dologtól függ: az adott helyen mért tértől, és attól, hogy a gyűrű kerülete egyezik-e a hullámhosszal. A gyűrű a jeleneten belül húzással mozgatható. Jobbra nagyító mutatja a gyűrű rését, mellette szikraszámláló.
A gyűrű a terem hossza mentén mozog. Figyelje, hol gyullad szikra a résében.
02 · Átszámítás
| Egység | Érték | Hol fordul elő |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Egy póluspárú motor 50 Hz-es hálózaton csaknem 3000 rpm-mel forog: másodpercenként 50 fordulat.
1 Hz-nél a szögfrekvencia 2π rad/s, vagyis körülbelül 6,283. Aki összekeveri őket, több mint hatszoros hibát vét.
A 2,4 GHz-es Wi‑Fi-hullám hossza vákuumban 12,5 cm, ezért a router antennái néhány centiméteresek.
03 · Nagyságrendek
04 · Mérőeszközök
05 · Írásszabályok
06 · Szomszédos egységek
07 · Történeti rész
A hertz megegyezik a reciprok másodperccel, de csak periodikus folyamatokra használják. A véletlenszerű atommag-bomlásoknál ugyanezt a reciprok másodpercet becquerelnek nevezik. A szögsebességet radián per másodpercben adják meg: 1 Hz frekvenciának 2π rad/s felel meg. Aki ezeket a mennyiségeket összekeveri, 6,28-szoros hibát vét.
1967 óta a másodpercet frekvencián keresztül definiálják: a cézium-133 atom sugárzásának 9 192 631 770 periódusa. A hertz és a másodperc egy és ugyanazon a számon alapul. Ma a frekvenciát pontosabban mérik bármely más mennyiségnél, ezért sok etalont a frekvencia megszámlálására vezetnek vissza.
Mennyiségek katalógusa
a teljes mutató →Az SI hét alapegysége
Egy csepp sav megváltoztatja a lé színét, a só megfesti a lángot, a víz egy koppintásra megfagy. Alattuk a Simetrium összes lapja, szakterület és ábécé szerint.
A mutató megnyitása →