Hertz
În 1887, Heinrich Hertz a întunecat o sală de curs din Karlsruhe și a urmărit un inel de sârmă cu o fantă minusculă. Când în celălalt capăt al încăperii pocnea scânteia oscilatorului, în fanta inelului sărea o scânteie proprie, lungă de fracțiuni de milimetru. Așa a fost captată pentru prima oară o undă electromagnetică. Hertz însuși vedea în experiment o verificare a teoriei lui Maxwell și nu îi vedea nicio utilitate practică.
Peste mai bine de patruzeci de ani, unitatea de frecvență a primit numele lui. Un hertz înseamnă o oscilație pe secundă. Curentul din priză face 50 sau 60 de oscilații pe secundă, coarda la — 440, iar semnalul Wi‑Fi — aproximativ 2,4 miliarde.
| Notație | Hz |
| Definiție | o oscilație pe secundă · s⁻¹ · numai pentru procese periodice |
| Valori de referință | Δν(¹³³Cs) — 9 192 631 770 Hz · la 1 Hz frecvența unghiulară este 2π rad/s · 1 Hz — 60 rpm |
| Introdusă | 1930, IEC · în SI din 1960, în locul „ciclurilor pe secundă” |
| Standarde | ISO 80000-3 · IEC 60050 · SI Brochure 9th ed. |
| Valori tipice | 50 Hz — rețeaua electrică · 440 Hz — nota la · 2,4 GHz — Wi‑Fi |
01 · Definiție
De câte ori pe secundă
Frecvența f arată de câte ori pe secundă se repetă un proces. Un pendul, o coardă, curentul dintr-un conductor, o undă de lumină — tot ce revine la aceeași stare la intervale egale. Un astfel de interval se numește perioadă T. Frecvența și perioada sunt inverse una alteia: la o perioadă de 0,02 s, frecvența este de 50 Hz.
La o undă, frecvența este legată de lungimea de undă prin viteză. Undele radio și lumina se propagă cu viteza c, de aceea o undă de 2,4 GHz are lungimea de 12,5 cm. Sunetul este mai lent, iar nota la are o lungime de undă de circa 78 cm.
Cum afli frecvența de rotație fără să atingi discul
Un disc cu un semn alb se rotește în întuneric și se vede doar în clipele în care fulgeră lampa din dreapta. Dacă fulgerele coincid cu rotațiile, semnul ajunge de fiecare dată în același loc și pare nemișcat. Dacă fulgerele sunt puțin mai rare, semnul se târăște încet înainte, iar dacă sunt puțin mai dese — înapoi. Cursorul stabilește frecvența fulgerelor. Al treilea rotor se învârte cu o frecvență necunoscută: aflați-o.
Mutați cursorul încet și urmăriți semnul.
Turația motoarelor se exprimă de obicei în rpm — rotații pe minut. Pentru a obține herți, valoarea în rpm se împarte la 60. Un ventilator de 1440 rpm face 24 de rotații pe secundă, un hard disk de 7200 rpm — 120. Un motor asincron alimentat de la o rețea de 50 Hz se rotește puțin mai încet de 3000 rpm, iar cu două perechi de poli — în jur de 1450.
Unde va sări scânteia în inel
În stânga, o bobină de inducție alimentează oscilatorul lui Hertz: două tije cu bile și un eclator între ele. Lungimea oscilatorului determină lungimea de undă, cam de două ori mai mare decât oscilatorul însuși. Linia albastră este câmpul electric de-a lungul camerei, iar luminozitatea benzilor arată amplitudinea lui. În dreapta, lângă perete, stă o tablă de zinc. Ea reflectă unda, iar în cameră apar noduri în care câmpul lipsește. Inelul de sârmă de pe suport este receptorul. Scânteia din fanta lui depinde de două lucruri: de câmpul din acel loc și de faptul dacă circumferința inelului coincide cu lungimea de undă. Inelul poate fi tras prin scenă. În dreapta se află o lupă pe fanta inelului și un numărător de scântei.
Inelul se deplasează de-a lungul camerei. Urmăriți unde se aprinde scânteia în fanta lui.
02 · Conversie
| Unitate | Valoare | Unde apare |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Un motor cu o pereche de poli, alimentat de la o rețea de 50 Hz, se rotește cu aproape 3000 rpm: 50 de rotații pe secundă.
La 1 Hz, frecvența unghiulară este 2π rad/s, adică aproximativ 6,283. Confuzia dintre ele dă o eroare de peste șase ori.
O undă Wi‑Fi de 2,4 GHz are în vid lungimea de 12,5 cm, de aceea antenele unui router au câțiva centimetri.
03 · Ordine de mărime
04 · Instrumente de măsură
05 · Reguli de scriere
06 · Unități vecine
07 · Secțiune istorică
Hertzul este egal cu secunda inversă, dar se folosește numai pentru procese periodice. Pentru dezintegrările nucleare aleatorii, aceeași secundă inversă se numește becquerel. Viteza unghiulară se scrie în radiani pe secundă: frecvenței de 1 Hz îi corespund 2π rad/s. Dacă aceste mărimi se confundă, eroarea este de 6,28 ori.
Din 1967, secunda este definită printr-o frecvență: ea cuprinde 9 192 631 770 de perioade ale radiației atomului de cesiu-133. Hertzul și secunda se sprijină pe unul și același număr. Astăzi frecvența se măsoară mai precis decât orice altă mărime, de aceea multe etaloane se reduc la numărarea ei.
Catalogul mărimilor
tot indexul →Cele șapte unități fundamentale SI
O picătură de acid schimbă culoarea sucului, sarea colorează flacăra, apa îngheață la o lovitură. Sub ele, toate fișele Simetrium, pe discipline și în ordine alfabetică.
Deschide indexul →