赫兹
1887 年，海因里希·赫兹在卡尔斯鲁厄把一间讲堂遮暗，注视着一个留有微小间隙的金属丝环。每当房间另一头的振子迸出火花，环的间隙里也会跳过一道火花，长度只有零点几毫米。这是人类第一次捕捉到电磁波。赫兹本人把这个实验看作对麦克斯韦理论的检验，并不认为它有什么实际用途。
四十多年后，频率单位以他的名字命名。一赫兹就是每秒振荡一次。插座里的电流每秒振荡 50 或 60 次，A 弦是 440 次，而 Wi‑Fi 信号约为 24 亿次（2.4 GHz）。
| 记号 | Hz |
| 定义 | 每秒振荡一次 · s⁻¹ · 仅用于周期过程 |
| 参考值 | Δν(¹³³Cs) — 9 192 631 770 Hz · 1 Hz 时角频率为 2π rad/s · 1 Hz — 60 rpm |
| 引入 | 1930 年，国际电工委员会 · 1960 年起纳入国际单位制，取代“周/秒” |
| 标准 | ISO 80000-3 · IEC 60050 · SI Brochure 9th ed. |
| 典型值 | 50 Hz — 电网 · 440 Hz — A 音 · 2.4 GHz — Wi‑Fi |
01 · 定义
每秒多少次
频率 f 表示一个过程每秒重复多少次。摆、琴弦、导线中的电流、光波——凡是每隔相等时间回到原来状态的东西都是如此。这样一段时间间隔称为周期 T。频率和周期互为倒数：周期为 0.02 s 时，频率为 50 Hz。
对于波，频率通过波速与波长相联系。无线电波和光以速度 c 传播，所以 2.4 GHz 的波长为 12.5 cm。声音传播得慢，A 音的波长约为 78 cm。
不碰圆盘，怎样测出它的转动频率
一个带白色标记的圆盘在黑暗中转动，只有右边的灯闪光时才看得见。如果闪光与转动同步，标记每次都出现在同一位置，看上去静止不动。如果闪光稍慢，标记就慢慢向前爬；稍快，则向后退。滑块设定闪光频率。第三个转子以未知频率转动：请把它找出来。
慢慢移动滑块，注意看标记。
发动机转速通常用 rpm，即每分钟转数表示。把 rpm 除以 60 就得到赫兹。1440 rpm 的风扇每秒转 24 圈，7200 rpm 的硬盘每秒转 120 圈。接在 50 Hz 电网上的异步电动机转速略低于 3000 rpm，有两对磁极时约为 1450。
环中的火花会在哪里跳过
左边，感应线圈为赫兹振子供电：两根带金属球的杆，中间是火花间隙。振子的长度决定波长，波长约为振子本身的两倍。浅蓝色线是沿房间分布的电场，条纹的亮度表示它的振幅。右边墙前立着一块锌板。它把波反射回来，房间里出现没有电场的波节。支架上的金属丝环是接收器。环间隙中的火花取决于两件事：该处的电场，以及环的周长是否与波长相等。可以在场景中拖动这个环。右边是对准环间隙的放大镜和火花计数器。
环沿着房间移动。注意看它到哪里时，间隙中会亮起火花。
02 · 换算
| 单位 | 数值 | 常见于何处 |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
一对磁极的电动机接在 50 Hz 电网上，转速接近 3000 rpm，即每秒 50 转。
频率为 1 Hz 时，角频率为 2π rad/s，约 6.283。把两者混淆，误差就是六倍多。
2.4 GHz 的 Wi‑Fi 波在真空中长 12.5 cm，所以路由器天线只有几厘米大小。
03 · 数量级
04 · 测量仪器
05 · 书写规则
06 · 相邻单位
07 · 历史部分
赫兹等于秒的倒数，但只用于周期过程。对于随机的核衰变，同样的秒的倒数称为贝可勒尔。角速度用弧度每秒表示：1 Hz 对应 2π rad/s。混淆这些量，误差就是 6.28 倍。
自 1967 年起，秒通过频率来定义：它等于铯-133 原子辐射的 9 192 631 770 个周期。赫兹和秒建立在同一个数上。如今频率的测量精度高于任何其他物理量，因此许多基准都归结为对频率的计数。
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