Inhalt
- Woher kommt das Wort "Hertz"?
- Verwenden Sie eine Hertz-Umrechnungstabelle, um die Winkelgeschwindigkeit umzurechnen
- Berechnung von Hertz aus Wellenlänge und Wellengeschwindigkeit
Als Einheit der Wellenfrequenz entspricht ein Hertz einem Zyklus pro Sekunde. Der Hertz wird häufig für das Studium elektromagnetischer Wellen und damit auch für das Studium der Materie selbst verwendet, da alles im Universum aus schwingenden Atomen besteht. Dies ist auch in der Elektrotechnik üblich, da Elektrizität durch rotierende Turbinen erzeugt wird, die Strom erzeugen, der sich mit einer festen Frequenz abwechselt.
Wenn Sie die Frequenz kennen (f) und Wellenlänge (λ) einer Wellenform können Sie diese miteinander multiplizieren, um die Geschwindigkeit der Welle zu erhalten: f × λ = v. Folglich können Sie die Frequenz ableiten, wenn Sie die Geschwindigkeit und Wellenlänge kennen:
f = frac {v} {λ}Um die Frequenz in Hertz zu erhalten, muss die Geschwindigkeit in "Längeneinheiten" pro Sekunde und die Wellenlänge in denselben "Längeneinheiten" gemessen werden. Wenn beispielsweise die Geschwindigkeit in m / s gemessen wird, muss die Wellenlänge in Metern gemessen werden.
Woher kommt das Wort "Hertz"?
Heinrich Hertz (1857–1894) war einer der bedeutendsten Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts. Der berühmt-berüchtigte Physiker war unter anderem für die Entdeckung des photoelektrischen Effekts verantwortlich, der die Grundlage für die moderne Quantentheorie bildete. Hertz entdeckte auch Radiowellen, die zahlreiche moderne Anwendungen in der Funktechnologie, Astrophysik und anderswo haben. Zu Ehren von Hertz versammelte sich 1930 ein Konsortium von Wissenschaftlern, das die Frequenzeinheit nach ihm benannte.
Verwenden Sie eine Hertz-Umrechnungstabelle, um die Winkelgeschwindigkeit umzurechnen
Eine Anwendung für Hertz-Einheiten ist die Berücksichtigung der Rotation eines Körpers um einen zentralen Pol. Wenn in diesem Fall die Winkelgeschwindigkeit im Bogenmaß pro Sekunde gemessen wird, kann sie direkt in Hertz umgewandelt werden, indem mit dem Faktor 2π multipliziert wird, der der Anzahl der Bogenmaß in einem Kreis entspricht.
Mit anderen Worten, da ein Kreis 2π Radiant enthält, entspricht ein Radiant pro Sekunde 1 / 2π Hz = 0,1592 Hz. Umgekehrt bedeutet 1 vollständiger Zyklus 2π Radianten pro Sekunde = 6,283 Radianten pro Sekunde.
Wenn Sie nicht manuell zwischen Bogenmaß pro Sekunde (oder Grad pro Sekunde) und Hertz umrechnen möchten, können Sie jederzeit online eine Hertz-Umrechnungstabelle einsehen. Sie helfen Ihnen auch bei der Umrechnung von Frequenzen in Mikrosekunden in Hertz oder von Frequenzen in anderen Einheiten in Hertz.
Berechnung von Hertz aus Wellenlänge und Wellengeschwindigkeit
Angenommen, Sie messen den Abstand zwischen zwei Meereswellen auf 25 Fuß. Sie geben an, wie lange es dauert, bis die Welle ein Referenzpunktpaar passiert, und berechnen, dass sich die Welle ungefähr 15 Meilen pro Stunde bewegt. Können Sie die Wellenfrequenz in Hertz berechnen? Die Antwort lautet ja, aber zuerst müssen Sie alle Zeitintervalle in Sekunden umrechnen und alle Entfernungen in denselben Einheiten ausdrücken. In diesem Fall ist es am einfachsten, die Wellengeschwindigkeit in Fuß / Sekunde umzurechnen:
begin {align} 15 ; {mph} & = frac {15 ; {Meilen / Stunde} × 5.280 ; {Fuß / Meile}} {60 × 60 ; {Sekunden / Stunde}} & = frac {79.200 ; {Fuß / Stunde}} {3.600 ; {Sekunden / Stunde}} & = 22 ; {ft / s} end {align}Die Frequenz in Hertz ist dann:
frac {22 ; {ft / s}} {25 ; {ft}} = 0,88 ; {Hz} = 880 ; {mHz}Dies ist im Wesentlichen dasselbe Verfahren, das Wissenschaftler bei der Berechnung der Frequenzen von elektromagnetischen Wellen und elektrischen Impulsen anwenden. Wenn es um elektromagnetische oder elektrische Phänomene geht, sind die Wellenlängen viel kürzer und die Geschwindigkeiten viel größer, so dass die Frequenzen entsprechend höher sind. Um die Berechnungen zu vereinfachen, weisen die Wissenschaftler die im SI-Messsystem gebräuchlichen Präfixe zu: