Hertz
Avledet SI-enhet · størrelse: frekvens
01 · Definisjon
Hertz fanget radiobølger i laboratoriet sitt og døde som seksogtrettiåring, uten å rekke å se radioen. Enheten for frekvens fikk navnet hans seksogtretti år etter hans død.
Én hertz er én hendelse per sekund. Formelt er det bare det omvendte sekundet, men hertzen har et strengt bruksområde: bare periodiske forløp, der hendelsen gjentar seg med like mellomrom. Hjertet slår med om lag 1 Hz, nettet i stikkontakten svinger med 50 Hz, kammertonen a¹ ligger på 440 Hz, en prosessor klokker i gigahertz. Det omvendte sekundet har også andre navn: samme dimensjon har becquerel for radioaktiv nedbrytning og vinkelhastigheten i radianer per sekund, men det er ulike størrelser, og forveksle dem kan man ikke.
Sekundet i minus første potens står bak hertz, becquerel og radian per sekund, og dimensjonen hjelper ikke til å skille dem — forskjellen ligger i forløpets natur. ISO 80000-3 tillater hertz bare for periodiske fenomener, ISO 80000-10 knytter becquerel til tilfeldige nedbrytninger og foreskriver at vinkelfrekvensen oppgis i radianer per sekund nettopp for at faktoren to pi ikke skal gå tapt i skriften. Formelt er radianen dimensjonsløs, og rad/s kunne kortes til s⁻¹, men da ville omdreininger og svingninger ikke lenger la seg skille på papiret.
02 · Omregning
Skriv inn en frekvens — databladet gir periode og bølgelengde
Frekvens og periode er hverandres inverse, derfor snur tabellen størrelsen i stedet for å gange den. Omdreininger og slag per minutt er de samme syklusene, bare regnet per minutt.
Bølgetallet i tabellen er ingen frekvens, men dens spektroskopiske stedfortreder: den omvendte centimeteren sier hvor mange bølgelengder som får plass i en centimeter, og regnes om til hertz ved multiplikasjon med lysfarten. Kjemikere og spektroskopikere bruker det fordi tallet blir hendig: svingningen i bindingen karbon-oksygen gir 1700 omvendte centimeter i stedet for femtién terahertz.
| Enhet | Navn | Verdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|---|
| Hz | hertz, SI-enhet | 50 | fysikk, teknikk, musikk |
| kHz | kilohertz | 0,05 | lyd, langbølger |
| MHz | megahertz | 5·10⁻⁵ | radio, klokkefrekvenser |
| GHz | gigahertz | 5·10⁻⁸ | prosessorer, wifi, radar |
| THz | terahertz | 5·10⁻¹¹ | infrarødt og synlig lys |
| rad/s | radian per sekund | 314,16 | mekanikk, svingningslære |
| c/s | cycles per second | 50 | radioteknikk før sekstitallet |
| kc/s | kilosyklus per sekund | 0,05 | skalaer på rørmottakere |
| Mc/s | megasyklus per sekund | 5·10⁻⁵ | kortbølgesamband |
| o/min | omdreining per minutt | 3000 | aksler, motorer, skiver |
| s | periode i sekunder | 0,02 | pendler, mekanikk |
| cm⁻¹ | bølgetall | 1,668·10⁻⁹ | spektroskopi, kjemi |
Frekvens og periode er hverandres inverse, derfor snur tabellen størrelsen. Radianen per sekund skiller seg fra hertzen med faktoren to pi: nettets femti hertz er 314 radianer per sekund
03 · Størrelsesordener
fra Mars’ bane til gammakvanterÉn hertz: hvilepulsen, én syklus per sekund
04 · Måleinstrumenter
Hva frekvens måles med
Den teller pulser i et referanseintervall og deler det ene på det andre. Nøyaktigheten hviler helt på den indre krystallen: på ett sekunds portid kan instrumentet ikke kjenne frekvensen bedre enn på én telling, derfor måles høye frekvenser ved deling og lave ved perioden.
Det viser formen på svingningen i tid: frekvensen kommer når perioden er talt av på rutene i tidsbasen. Metoden er grovere enn en teller, men selve signalet vises — forvrengning, jitter og det at svingningen slett ikke er én enkelt.
Det blinker med kjent frekvens: når merket på et roterende legeme ser ut til å stå stille, stemmer frekvensene. Metoden rører ingenting og er derfor uunnværlig for aksler og skovler, men den lurer — hjulet står stille også ved multipler, og en erfaren mekaniker sjekker alltid ved det dobbelte.
Det måler ikke en frekvens, det fastsetter en: nedkjølte cesiumatomer kastes opp gjennom et mikrobølgehulrom, og oscillatoren stilles inn på resonansen. Nettopp slike instrumenter holder verdenstiden, mens optiske normaler på strontium og ytterbium alt er hundrevis av ganger bedre.
05 · Skriveregler
Stor H, liten z, og ikke noe «per sekund»
Symbolet er dannet av et etternavn, derfor er første bokstav stor og den andre liten: Hz, ikke HZ og ikke hz. Navnet på enheten skrives i teksten med liten bokstav — hertz. Prefikser settes uten mellomrom og i riktig størrelse: kHz med liten k, MHz og GHz med stor.
Mellom tall og symbol står et hardt mellomrom. Den russiske betegnelsen er Гц, med stor Г og liten ц. De mangedoblende prefiksene rekker opp til eksa: kilohertz, megahertz, gigahertz, terahertz, petahertz, eksahertz; de to siste møter man i optikken og røntgenfysikken. Omdreiningsfrekvens kan etter ISO 80000-3 oppgis i hertz dersom man regner én omdreining som en syklus, men teknikken foretrekker omdreininger per minutt, og de to skrivemåtene bør ikke blandes i samme dokument.
06 · Naboenheter
Tre enheter deler dimensjonen omvendt sekund med hertzen. Det som skiller dem, er ikke regnestykket, men hva som gjentar seg — og om det gjentar seg i det hele tatt.
tilfeldige nedbrytninger
sykluser per sekund
vinkelfrekvens
Blant databladene til Simetrium står ved siden av hertzen sekund, som det er den inverse av, becquerel av samme dimensjon og annen mening, radian s som omdreining per minutt for rotasjonen, og desibel, som beskriver hvordan et signal faller av med frekvensen.
07 · Historisk del
Sykluser per sekund som ble et etternavn
I Karlsruhe bygde han en svinger med gnistgap og en mottakerring noen meter unna. I ringen hoppet en gnist i takt med utladningene i svingeren: bølgen hadde gått gjennom lufta og blitt fanget. Lengden målte Hertz på det stående bildet mot laboratorieveggen — den viste seg å være omkring en meter.
I et halvt århundre skrev radioteknikken cycles per second, og på skalaene til mottakerne sto kilosykluser og megasykluser. Betegnelsen var gjennomsiktig, men tungvint, og den så ulik ut på hvert språk — noe felles symbol fantes ikke.
Den internasjonale elektrotekniske kommisjonen foreslo å kalle enheten hertz, men vanen satt hardt: kilosyklusene forsvant fra skalaene først mot slutten av sekstitallet, etter at Generalkonferansen hadde tatt hertzen inn i Det internasjonale enhetssystemet.
Den astronomiske definisjonen av sekundet ble erstattet av en atomær: frekvensen til overgangen i cesium-133 ble erklært et eksakt antall hertz. Fra det øyeblikket var hertzen i realiteten ikke lenger avledet av sekundet — snarere omvendt.
Hertz mente forsøkene sine var unyttige
I 1887 fikk han en gnist i mottakerkretsen fra en utladning i senderkretsen og beviste at de elektromagnetiske bølgene Maxwell hadde forutsagt, finnes. På spørsmål om nytten svarte han at det ikke lå noen praktisk mening i det i det hele tatt — det var bare en bekreftelse av teorien. Åtte år senere begynte Popov og Marconi å sende signaler, og da enheten for frekvens fikk navnet hans, bandt radioen alt sammen kontinenter. I dag måles alt i hertz, fra klokken i en prosessor til frekvensen til gravitasjonsbølger.
Katalog · måleenheter
Et datablad for hver størrelse
Sju SI-grunnenheter, tjueto avledede med egne navn og enhetene utenfor systemet som verken teknikken eller hverdagen klarer seg uten. Hver har sitt eget blad: definisjon, omregning, instrumenter, skriveregler. På 14 språk.
Avledede SI-enheter med eget navn
databladet for hertz er åpnetSI-grunnenheter
i terrakotta — sekundet, som hertzen snur omFrekvensen i andre skrivemåter
Databladets språk
14 språk. Symbolet Hz er internasjonalt, men nettfrekvensen er det ikke: femti hertz i Europa og Asia, seksti i Amerika og Japan — databladet setter inn den lokale verdien.