Hertz
I 1887 mørkla Heinrich Hertz et auditorium i Karlsruhe og fulgte med på en trådring med et bitte lite gap. Når gnisten i oscillatoren knitret i den andre enden av rommet, hoppet det en egen gnist over gapet i ringen, brøkdeler av en millimeter lang. Slik ble en elektromagnetisk bølge fanget for første gang. Hertz selv så forsøket som en test av Maxwells teori og så ingen praktisk nytte i det.
Drøyt førti år senere ble frekvensenheten oppkalt etter ham. Én hertz er én svingning per sekund. Strømmen i stikkontakten svinger 50 eller 60 ganger i sekundet, a-strengen 440 ganger og et Wi‑Fi-signal rundt 2,4 milliarder ganger.
| Betegnelse | Hz |
| Definisjon | én svingning per sekund · s⁻¹ · bare for periodiske prosesser |
| Referanseverdier | Δν(¹³³Cs) — 9 192 631 770 Hz · ved 1 Hz er vinkelfrekvensen 2π rad/s · 1 Hz — 60 rpm |
| Innført | 1930, IEC · i SI siden 1960, i stedet for «perioder per sekund» |
| Standarder | ISO 80000-3 · IEC 60050 · SI Brochure 9th ed. |
| Typiske verdier | 50 Hz — strømnettet · 440 Hz — tonen a · 2,4 GHz — Wi‑Fi |
01 · Definisjon
Hvor mange ganger i sekundet
Frekvensen f viser hvor mange ganger i sekundet en prosess gjentar seg. En pendel, en streng, strømmen i en ledning, en lysbølge — alt som vender tilbake til samme tilstand med like mellomrom. Ett slikt mellomrom kalles perioden T. Frekvens og periode er hverandres inverse: med en periode på 0,02 s er frekvensen 50 Hz.
For en bølge henger frekvens og bølgelengde sammen gjennom hastigheten. Radiobølger og lys går med hastigheten c, så en bølge på 2,4 GHz er 12,5 cm lang. Lyd går langsommere, og tonen a har en bølgelengde på rundt 78 cm.
Slik finner du rotasjonsfrekvensen uten å røre skiven
En skive med et hvitt merke roterer i mørket og er bare synlig når lampen til høyre blinker. Hvis blinkene faller sammen med omdreiningene, står merket på samme sted hver gang og ser ut til å stå stille. Hvis blinkene kommer litt sjeldnere, kryper merket sakte forover, og hvis de kommer litt oftere, kryper det bakover. Glidebryteren stiller inn blinkfrekvensen. Den tredje rotoren går med ukjent frekvens: finn den.
Flytt glidebryteren sakte og følg med på merket.
Turtallet til motorer oppgis vanligvis i rpm — omdreininger per minutt. For å få hertz deler man rpm på 60. En vifte på 1440 rpm gjør 24 omdreininger i sekundet, en harddisk på 7200 rpm gjør 120. En asynkronmotor på et 50 Hz-nett går litt saktere enn 3000 rpm, og med to polpar rundt 1450.
Hvor gnisten slår over i ringen
Til venstre driver en induksjonsspole Hertz' oscillator: to staver med kuler og et gnistgap mellom dem. Lengden på oscillatoren bestemmer bølgelengden, som er omtrent dobbelt så lang som oscillatoren selv. Den blå linjen er det elektriske feltet langs rommet, og lysstyrken i stripene viser utslaget. Til høyre ved veggen står en sinkplate. Den reflekterer bølgen, og i rommet oppstår det noder der feltet er null. En trådring på et stativ er mottakeren. Gnisten i gapet avhenger av to ting: feltet på stedet og om ringens omkrets stemmer med bølgelengden. Ringen kan dras rundt i scenen. Til høyre er det en lupe på ringgapet og en gnistteller.
Ringen beveger seg langs rommet. Se hvor gnisten tennes i gapet.
02 · Omregning
| Enhet | Verdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
En motor med ett polpar på et 50 Hz-nett går med nesten 3000 rpm: 50 omdreininger i sekundet.
Ved 1 Hz er vinkelfrekvensen 2π rad/s, omtrent 6,283. Forveksler man dem, blir feilen over seks ganger.
En Wi‑Fi-bølge på 2,4 GHz er 12,5 cm lang i vakuum, og derfor er antennene på en ruter noen få centimeter store.
03 · Størrelsesordener
04 · Måleinstrumenter
05 · Skriveregler
06 · Naboenheter
07 · Historisk del
Hertz er det samme som invers sekund, men brukes bare for periodiske prosesser. For tilfeldige kjernehenfall kalles det samme inverse sekundet becquerel. Vinkelhastighet skrives i radianer per sekund: 1 Hz tilsvarer 2π rad/s. Forveksler man disse størrelsene, blir feilen 6,28 ganger.
Siden 1967 har sekundet vært definert ved en frekvens: det er 9 192 631 770 perioder av strålingen fra cesium-133-atomet. Hertz og sekund bygger på ett og samme tall. I dag måles frekvens mer nøyaktig enn noen annen størrelse, og derfor føres mange normaler tilbake til å telle den.
Katalog over størrelser
hele registeret →De sju SI-grunnenhetene
En dråpe syre endrer saftens farge, salt farger flammen, vann fryser av et bank. Under dem alle Simetriums ark, etter fagområde og alfabetisk.
Åpne registeret →