เฮิรตซ์
ในปี 1887 ไฮน์ริช เฮิรตซ์ ทำให้ห้องบรรยายแห่งหนึ่งในคาร์ลสรูเออมืดลง แล้วเฝ้ามองวงแหวนลวดที่มีช่องว่างเล็กจิ๋ว เมื่อประกายไฟของออสซิลเลเตอร์แตกเปรี๊ยะที่อีกฟากของห้อง ก็มีประกายไฟของวงแหวนเองกระโดดข้ามช่องว่างนั้น ยาวเพียงเศษเสี้ยวมิลลิเมตร นี่คือการจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้เป็นครั้งแรก เฮิรตซ์เองมองการทดลองนี้ว่าเป็นการทดสอบทฤษฎีของแมกซ์เวลล์ และไม่เห็นประโยชน์ในทางปฏิบัติใด ๆ
สี่สิบกว่าปีต่อมา หน่วยของความถี่ได้ชื่อตามเขา หนึ่งเฮิรตซ์คือการสั่นหนึ่งครั้งต่อวินาที กระแสไฟฟ้าในเต้ารับสั่น 50 หรือ 60 ครั้งต่อวินาที สาย A ของไวโอลิน 440 ครั้ง และสัญญาณ Wi‑Fi ราว 2.4 พันล้านครั้ง
| สัญลักษณ์ | Hz |
| นิยาม | การสั่นหนึ่งครั้งต่อวินาที · s⁻¹ · ใช้กับกระบวนการที่เป็นคาบเท่านั้น |
| ค่าอ้างอิง | Δν(¹³³Cs) — 9 192 631 770 Hz · ที่ 1 Hz ความถี่เชิงมุมคือ 2π rad/s · 1 Hz — 60 rpm |
| เริ่มใช้ | 1930 IEC · อยู่ใน SI ตั้งแต่ปี 1960 แทน «ไซเคิลต่อวินาที» |
| มาตรฐาน | ISO 80000-3 · IEC 60050 · SI Brochure 9th ed. |
| ค่าทั่วไป | 50 Hz — ระบบไฟฟ้า · 440 Hz — โน้ตลา · 2.4 GHz — Wi‑Fi |
01 · นิยาม
กี่ครั้งต่อวินาที
ความถี่ f บอกว่ากระบวนการหนึ่งเกิดซ้ำกี่ครั้งต่อวินาที ลูกตุ้ม สายเครื่องดนตรี กระแสในเส้นลวด คลื่นแสง — ทุกสิ่งที่กลับสู่สภาพเดิมในช่วงเวลาเท่า ๆ กัน ช่วงเวลาหนึ่งช่วงเช่นนี้เรียกว่าคาบ T ความถี่กับคาบเป็นส่วนกลับของกันและกัน เมื่อคาบเท่ากับ 0.02 s ความถี่จะเท่ากับ 50 Hz
สำหรับคลื่น ความถี่สัมพันธ์กับความยาวคลื่นผ่านอัตราเร็ว คลื่นวิทยุและแสงเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว c คลื่น 2.4 GHz จึงยาว 12.5 cm เสียงเคลื่อนที่ช้ากว่า และโน้ตลามีความยาวคลื่นราว 78 cm
หาความถี่การหมุนโดยไม่ต้องแตะจานได้อย่างไร
จานที่มีเครื่องหมายสีขาวหมุนอยู่ในความมืด และมองเห็นได้เฉพาะตอนที่หลอดไฟทางขวาวาบ ถ้าแฟลชตรงกับรอบการหมุน เครื่องหมายจะอยู่ที่เดิมทุกครั้งและดูเหมือนหยุดนิ่ง ถ้าแฟลชช้ากว่าเล็กน้อย เครื่องหมายจะค่อย ๆ คืบไปข้างหน้า ถ้าเร็วกว่าเล็กน้อยก็จะคืบถอยหลัง แถบเลื่อนกำหนดความถี่ของแฟลช โรเตอร์ตัวที่สามหมุนด้วยความถี่ที่ไม่ทราบค่า ลองหาดู
เลื่อนแถบเลื่อนช้า ๆ แล้วดูเครื่องหมาย
ความเร็วรอบของเครื่องยนต์มักเขียนเป็น rpm คือรอบต่อนาที ถ้าจะแปลงเป็นเฮิรตซ์ให้หาร rpm ด้วย 60 พัดลมที่ 1440 rpm หมุน 24 รอบต่อวินาที ฮาร์ดดิสก์ที่ 7200 rpm หมุน 120 รอบ มอเตอร์เหนี่ยวนำที่ต่อกับระบบไฟฟ้า 50 Hz หมุนช้ากว่า 3000 rpm เล็กน้อย และถ้ามีขั้วแม่เหล็กสองคู่จะหมุนราว 1450
ประกายไฟในวงแหวนจะเกิดที่ตรงไหน
ด้านซ้าย ขดลวดเหนี่ยวนำจ่ายไฟให้ออสซิลเลเตอร์ของเฮิรตซ์ ซึ่งเป็นแท่งสองแท่งที่มีลูกกลมติดปลาย และมีช่องประกายไฟอยู่ระหว่างกัน ความยาวของออสซิลเลเตอร์กำหนดความยาวคลื่น ซึ่งยาวราวสองเท่าของตัวมันเอง เส้นสีฟ้าคือสนามไฟฟ้าตามแนวห้อง ความสว่างของแถบแสดงแอมพลิจูดของสนาม ด้านขวามีแผ่นสังกะสีตั้งอยู่ชิดผนัง แผ่นนี้สะท้อนคลื่น และในห้องจะเกิดบัพซึ่งไม่มีสนาม วงแหวนลวดบนขาตั้งคือตัวรับ ประกายไฟในช่องว่างของวงแหวนขึ้นกับสองอย่าง คือสนามที่ตำแหน่งนั้น และเส้นรอบวงของวงแหวนเท่ากับความยาวคลื่นหรือไม่ ลากวงแหวนไปมาบนฉากได้ ด้านขวามีแว่นขยายส่องช่องว่างของวงแหวนและตัวนับประกายไฟ
วงแหวนเคลื่อนไปตามห้อง สังเกตว่าที่ตำแหน่งใดประกายไฟสว่างขึ้นในช่องว่างของวงแหวน
02 · การแปลงหน่วย
| หน่วย | ค่า | พบที่ใด |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
มอเตอร์ที่มีขั้วแม่เหล็กหนึ่งคู่ซึ่งต่อกับระบบไฟฟ้า 50 Hz หมุนเกือบ 3000 rpm คือ 50 รอบต่อวินาที
ที่ความถี่ 1 Hz ความถี่เชิงมุมเท่ากับ 2π rad/s หรือราว 6.283 ถ้าสับสนสองค่านี้จะผิดไปกว่าหกเท่า
คลื่น Wi‑Fi 2.4 GHz ในสุญญากาศยาว 12.5 cm เสาอากาศของเราเตอร์จึงมีขนาดเพียงไม่กี่เซนติเมตร
03 · อันดับของขนาด
04 · เครื่องมือวัด
05 · กฎการเขียน
06 · หน่วยข้างเคียง
07 · ภาคประวัติ
เฮิรตซ์เท่ากับส่วนกลับของวินาที แต่ใช้กับกระบวนการที่เป็นคาบเท่านั้น สำหรับการสลายตัวแบบสุ่มของนิวเคลียส ส่วนกลับของวินาทีแบบเดียวกันนี้เรียกว่าเบคเคอเรล ความเร็วเชิงมุมเขียนเป็นเรเดียนต่อวินาที ความถี่ 1 Hz ตรงกับ 2π rad/s ถ้าสับสนปริมาณเหล่านี้ ค่าจะผิดไป 6.28 เท่า
ตั้งแต่ปี 1967 วินาทีนิยามผ่านความถี่ คือ 9 192 631 770 คาบของการแผ่รังสีจากอะตอมซีเซียม-133 เฮิรตซ์และวินาทีจึงอิงอยู่บนตัวเลขเดียวกัน ทุกวันนี้วัดความถี่ได้แม่นยำกว่าปริมาณอื่นใด มาตรฐานหลายอย่างจึงอาศัยการนับความถี่
สารบัญปริมาณ
ดัชนีทั้งหมด →หน่วยฐาน SI ทั้งเจ็ด
กรดหยดเดียวเปลี่ยนสีน้ำผลไม้ เกลือย้อมสีเปลวไฟ น้ำแข็งตัวเมื่อถูกเคาะ ข้างใต้คือทุกหน้าของ Simetrium เรียงตามสาขาและตามลำดับอักษร
เปิดดัชนี →