Herc
Izvedena SI jedinica · veličina: frekvencija
01 · Definicija
Herc je u laboratoriji uhvatio radio-talase i umro sa trideset šest godina, ne stigavši da vidi radio. Jedinica frekvencije dobila je njegovo ime trideset šest godina posle njegove smrti.
Jedan herc je jedan događaj u sekundi. Formalno je to prosto obrnuta sekunda, ali herc ima strogo područje primene: samo periodične pojave, gde se događaj ponavlja u jednakim razmacima. Srce kuca sa oko 1 Hz, mreža u utičnici osciluje na 50 Hz, kamerton a¹ je 440 Hz, procesor takuje u gigahercima. Obrnuta sekunda ima i druga imena: istu dimenziju imaju bekerel radioaktivnog raspada i ugaona brzina u radijanima u sekundi, ali to su različite veličine i mešati ih se ne sme.
Sekunda na minus prvi stepen stoji iza herca, bekerela i radijana u sekundi, a dimenzija neće pomoći da se razluče — razlika je u prirodi pojave. Standard ISO 80000-3 dozvoljava herc samo za periodične pojave, ISO 80000-10 vezuje bekerel za slučajne raspade, a kružnu frekvenciju nalaže izražavati u radijanima u sekundi upravo zato da se činilac dva pi ne izgubi u zapisu. Formalno je radijan bezdimenzionalan i rad/s bi se moglo skratiti na s⁻¹, ali tada se obrtaji i oscilacije na papiru ne bi razlikovali.
02 · Pretvaranje
Unesite frekvenciju — list će dati period i talasnu dužinu
Frekvencija i period su uzajamno obrnuti, pa tabela okreće veličinu umesto da je množi. Obrtaji i otkucaji u minuti isti su ciklusi, samo svedeni na minut.
Talasni broj u tabeli nije frekvencija nego njena spektroskopska zamena: obrnuti centimetar kazuje koliko talasnih dužina stane u centimetar, a u herce se pretvara množenjem brzinom svetlosti. Hemičari i spektroskopisti ga koriste jer broj ispadne zgodan: oscilacija veze ugljenik-kiseonik daje 1700 obrnutih centimetara umesto pedeset jednog teraherca.
| Jedinica | Naziv | Vrednost | Gde se sreće |
|---|---|---|---|
| Hz | herc, SI jedinica | 50 | fizika, tehnika, muzika |
| kHz | kiloherc | 0,05 | zvuk, dugi talasi |
| MHz | megaherc | 5·10⁻⁵ | radio, taktne frekvencije |
| GHz | gigaherc | 5·10⁻⁸ | procesori, Wi-Fi, radari |
| THz | teraherc | 5·10⁻¹¹ | infracrvena i vidljiva svetlost |
| rad/s | radijan u sekundi | 314,16 | mehanika, teorija oscilacija |
| c/s | cycles per second | 50 | radiotehnika pre šezdesetih |
| kc/s | kilociklus u sekundi | 0,05 | skale lampaških prijemnika |
| Mc/s | megaciklus u sekundi | 5·10⁻⁵ | kratkotalasne veze |
| obr/min | obrtaj u minuti | 3000 | vratila, motori, diskovi |
| s | period u sekundama | 0,02 | klatna, mehanika |
| cm⁻¹ | talasni broj | 1,668·10⁻⁹ | spektroskopija, hemija |
Frekvencija i period su uzajamno obrnuti, pa tabela okreće veličinu. Radijan u sekundi razlikuje se od herca za činilac dva pi: pedeset herca mreže jeste 314 radijana u sekundi
03 · Redovi veličina
od Marsove putanje do gama kvanataJedan herc: puls u miru, jedan ciklus u sekundi
04 · Merni instrumenti
Čime se meri frekvencija
Broji impulse tokom etalonskog intervala i deli jedno drugim. Tačnost u celini zavisi od unutrašnjeg kristala: na kapiji od jedne sekunde instrument ne može znati frekvenciju bolje od jednog odbroja, pa se visoke frekvencije mere deljenjem, a niske merenjem perioda.
Pokazuje oblik oscilacije u vremenu: frekvencija izlazi kad se period prebroji po kvadratićima vremenske ose. Metod je grublji od brojača, ali se vidi sam signal — izobličenja, podrhtavanje i to da oscilacija nikako nije jedna jedina.
Bljeska poznatom frekvencijom: kad oznaka na telu koje se okreće izgleda nepomično, frekvencije su se poklopile. Postupak ništa ne dodiruje i zato je nezamenljiv za vratila i lopatice, ali vara — točak miruje i na umnošcima, pa iskusan mehaničar uvek proveri na dvostrukoj.
Ne meri frekvenciju nego je zadaje: ohlađeni atomi cezijuma izbacuju se kroz mikrotalasnu šupljinu, a oscilator se podešava na rezonanciju. Baš takvi instrumenti drže svetsko vreme, dok su optički etaloni na stroncijumu i iterbijumu već stotinama puta tačniji.
05 · Pravila pisanja
Veliko H, malo z, i nikakvo „u sekundi“
Oznaka je izvedena iz prezimena, pa je prvo slovo veliko a drugo malo: Hz, a ne HZ ni hz. Naziv jedinice se u tekstu piše malim slovom — herc. Prefiksi se slažu bez razmaka i u propisanoj veličini: kHz s malim k, MHz i GHz s velikim.
Između broja i oznake stavlja se nedeljivi razmak. Ruska oznaka je Гц, s velikim Г i malim ц. Umnožavajući prefiksi idu do eksa: kiloherc, megaherc, gigaherc, teraherc, petaherc, eksaherc; poslednja dva sreću se u optici i fizici rendgenskih zraka. Frekvencija obrtanja se prema ISO 80000-3 sme izražavati u hercima ako se jedan obrtaj računa kao ciklus, ali tehnika više voli obrtaje u minuti, i ta dva zapisa ne treba mešati u istom dokumentu.
06 · Susedne jedinice
Tri jedinice dele s hercom dimenziju obrnute sekunde. Ne razlikuje ih računica, nego to šta se ponavlja — i da li se uopšte ponavlja.
slučajni raspadi
ciklusi u sekundi
kružna frekvencija
Od listova Simetrijuma stoje uz herc sekunda, čija je obrnuta vrednost, bekerel iste dimenzije i drugog smisla, radijan s kao obrtaj u minuti za obrtanje, i decibel, kojim se opisuje opadanje signala s frekvencijom.
07 · Istorijski deo
Ciklusi u sekundi koji su postali prezime
U Karlsrueu je sklopio vibrator s varničnim procepom i prijemni prsten nekoliko metara dalje. U prstenu je varnica preskakala u taktu pražnjenja vibratora: talas je prešao vazduh i bio uhvaćen. Njegovu dužinu Herc je izmerio prema stojećoj slici uz zid laboratorije — ispala je oko metar.
Radiotehnika je pola veka pisala cycles per second, a na skalama prijemnika stajali su kilociklusi i megaciklusi. Oznaka je bila providna ali glomazna, i u svakom jeziku izgledala je drugačije — zajedničkog simbola nije bilo.
Međunarodna elektrotehnička komisija predložila je da se jedinica nazove herc, ali navika je čvrsto držala: kilociklusi su nestali sa skala tek krajem šezdesetih, pošto je Generalna konferencija uvrstila herc u Međunarodni sistem.
Astronomska definicija sekunde zamenjena je atomskom: frekvencija prelaza u cezijumu-133 proglašena je tačnim brojem herca. Od tog trenutka herc suštinski više nije izveden iz sekunde — pre je obrnuto.
Herc je svoje oglede smatrao beskorisnim
Godine 1887. dobio je varnicu u prijemnom kolu od pražnjenja u predajnom i dokazao da elektromagnetni talasi koje je Maksvel predvideo postoje. Na pitanje o primeni odgovarao je da u tome nema nikakvog praktičnog smisla — to je prosto potvrda teorije. Osam godina kasnije Popov i Markoni počeli su da šalju signale, a kad je jedinica frekvencije dobila njegovo ime, radio je već spajao kontinente. Danas se u hercima meri sve, od takta procesora do frekvencije gravitacionih talasa.
Katalog · merne jedinice
List za svaku veličinu
Sedam osnovnih SI jedinica, dvadeset dve izvedene sa sopstvenim imenima i vansistemske jedinice bez kojih ne prolaze ni tehnika ni svakodnevica. Svaka ima svoj list: definicija, pretvaranje, instrumenti, pravila pisanja. Na 36 jezika.
Izvedene SI jedinice sa sopstvenim imenom
otvoren list hercaOsnovne SI jedinice
terakotom — sekunda, koju herc okrećeFrekvencija u drugim zapisima
Jezik lista
36 jezika. Oznaka Hz je međunarodna, ali mrežna frekvencija nije: pedeset herca u Evropi i Aziji, šezdeset u Americi i Japanu — list upisuje mesnu vrednost.