Hertz

Dit artikel gaat over de maatregel. Voor het autoverhuurbedrijf, zie De Hertz Corporation. Zie voor ander gebruik Hertz (ondubbelzinnig).
"Hz" en "Megahertz" omleiden hier. Zie voor ander gebruik Hz (ondubbelzinnig) en MegaHertz (Disubiguation).
hertz
FrequencyAnimation.gif
Van boven naar beneden: lichten flitsen op frequenties f = 0,5 Hz, 1.0 Hz en 2.0 Hz; Dat wil zeggen, met respectievelijk 0,5, 1,0 en 2,0 flitsen per seconde. De tijd tussen elke flitser - de periode T- is gegeven door 1⁄f (de wederkerig van f); Dat wil zeggen, respectievelijk 2, 1 en 0,5 seconden.
Algemene informatie
Eenheidssysteem SI
Eenheid van frequentie
Symbool Hz
Genoemd naar Heinrich Hertz
In SI -basiseenheden s−1

De hertz (symbool: Hz) is de eenheid van frequentie in de Internationaal systeem van eenheden (SI), gelijk aan één gebeurtenis (of fiets) per seconde.[1][3] De hertz is een SI afgeleide eenheid wiens uitdrukking in termen van SI -basiseenheden is s−1, wat betekent dat één Hertz de wederkerige van één seconde is.[2] Het is vernoemd Heinrich Rudolf Hertz (1857–1894), de eerste persoon die een overtuigend bewijs levert van het bestaan ​​van elektromagnetische golven. Hertz wordt vaak uitgedrukt in veelvouden: Kilohertz (103Hz, KHZ), Megahertz (106Hz, MHz), Gigahertz (109Hz, GHz), Terahertz (1012Hz, Thz).

Sommige van het meest voorkomende gebruik van de eenheid zijn in de beschrijving van sinusgolven en muzikale tonen, met name die gebruikt in radio-- en audiogerelateerde toepassingen. Het wordt ook gebruikt om de kloksnelheid waarop computers en andere elektronica worden aangedreven. De eenheden worden soms ook gebruikt als een weergave van de Energie van een foton, via de Planck -relatie E=Hν, waar E is de energie van het foton, ν is de frequentie en de evenredigheidsconstante h is de Planck constant.

Definitie

De Hertz is gelijk aan één Cyclus per seconde. De Internationaal Comité voor gewichten en maatregelen gedefinieerd de tweede als "de duur van 9192631770 perioden van de straling die overeenkomt met de overgang tussen de twee hyperfine niveaus van de grondtoestand van de cesium-133 Atom "[4][5] en voegt vervolgens eraan toe: "Hieruit volgt dat de hyperfijne splitsing in de grondtoestand van het cesium 133 -atoom precies is 9192631770hertz, νHFS CS = 9192631770Hz. "De dimensie van de eenheid Hertz is 1/keer (1/T). Uitgedrukt in basis SI -eenheden, is de eenheid 1/seconde (1/s).

In het Engels wordt "Hertz" ook gebruikt als meervoudsvorm.[6] Als een SI -eenheid kan Hz zijn voorafgegaan; Veelgebruikte veelvouden zijn KHz (Kilohertz, 103Hz), MHz (Megahertz, 106Hz), GHz (Gigahertz, 109Hz) en thz (Terahertz, 1012Hz). Eén Hertz betekent eenvoudigweg "één cyclus per seconde" (meestal is dat wat wordt geteld een complete cyclus); 100 Hz betekent "honderd cycli per seconde", enzovoort. De eenheid kan worden toegepast op een periodieke gebeurtenis - bijvoorbeeld kan worden gezegd dat een klok kan aanvinken 1 Hz, of een menselijk hart kan worden gezegd verslaan Bij 1.2 Hz.

Het voorkomen snelheid van aperiodiek of stochastisch Evenementen worden uitgedrukt in Wederzijdse tweede of omgekeerd tweede (1/s of s−1) in het algemeen of, in het specifieke geval van radioactiviteit, in been.[7] Terwijl 1 Hz is één cyclus (of periodieke gebeurtenis) per seconde, 1 BQ is een aperiodische radionuclide -gebeurtenis per seconde.

Hoewel frequentie, hoeksnelheid, hoekfrequentie en radioactiviteit Allen hebben de dimensie 1/t, van deze alleen frequentie wordt uitgedrukt in Hertz.[8] Aldus wordt gezegd dat een schijf roteert met 60 revoluties per minuut (RPM) een hoeksnelheid van 2 heeftπrad/s en een rotatiefrequentie van 1 Hz. De correspondentie tussen een frequentie f met de eenheid Hertz en een hoeksnelheid ω met de eenheid radialen per seconde is

en .

De hertz is vernoemd Heinrich Hertz. Zoals bij elk SI Eenheid vernoemd naar een persoon, het symbool begint met een hoofdletter Brief (Hz), maar als het volledig wordt geschreven, volgt het de regels voor kapitalisatie van een gemeenschappelijk zelfstandig naamwoord; d.w.z. 'hertz"Wordt gekapitaliseerd aan het begin van een zin en in titels, maar is anders in kleine letters.

Geschiedenis

Verdere informatie: Cycli per seconde

De Hertz is vernoemd naar de Duitse natuurkundige Heinrich Hertz (1857–1894), die belangrijke wetenschappelijke bijdragen heeft geleverd aan de studie van elektromagnetisme. De naam werd vastgesteld door de internationaal elektrotechnische Commissie (IEC) in 1935.[9] Het werd overgenomen door de Algemene conferentie over gewichten en maatregelen (CGPM) (Conférence Générale des poids et mesures) In 1960 vervangt het vervangen van de vorige naam voor de eenheid, "cycli per seconde" (CPS), samen met de bijbehorende veelvouden, voornamelijk "kilocycli per seconde" (KC/S) en "Megacycles per seconde" (MC/S), en af ​​en toe "kilomegacycles per seconde" (kmc/s). De term "cycli per seconde" werd grotendeels vervangen door "Hertz" in de jaren zeventig.[10][mislukte verificatie]

Soms werd de bijvoeglijke naam "per seconde" weggelaten, zodat "megacycles" (MC) werd gebruikt als een afkorting van "megacycles per seconde" (dat wil zeggen megahertz (MHz)).[11]

Toepassingen

A sinus met verschillende frequentie
Een hartslag is een voorbeeld van een nietsinusidaal Periodiek fenomeen dat kan worden geanalyseerd in termen van frequentie. Twee cycli worden geïllustreerd.

Geluid en trillingen

Geluid is een reizen lengtegolf dat is een oscillatie van druk. Mensen zien de frequentie van geluidsgolven als toonhoogte. Elk muziek noot komt overeen met een bepaalde frequentie die kan worden gemeten in Hertz. Het oor van een baby kan frequenties waarnemen, variërend van variërend 20 Hz tot 20000Hz; het gemiddelde volwassen mens kan geluiden horen tussen 20 Hz en 16000Hz.[12] Het bereik van ultrasond, inbreuk en andere fysieke trillingen zoals moleculair en atomaire trillingen strekt zich uit van een paar femtohertz[13] in de Terahertz bereik[14] en verder.[15]

Electromagnetische straling

Electromagnetische straling wordt vaak beschreven door de frequentie - het aantal van oscillaties van de loodrechte elektrische en magnetische velden per seconde - uitgestrekt in Hertz.

Radiofrequentiestraling wordt meestal gemeten in Kilohertz (KHZ), Megahertz (MHz) of Gigahertz (GHz). Licht is elektromagnetische straling die nog hoger in frequentie is en frequenties heeft in het bereik van tientallen (infrarood) aan duizenden (ultraviolet) van Terahertz. Elektromagnetische straling met frequenties in het lage terahertz-bereik (tussenliggende tussen die van de hoogste normaal bruikbare radiofrequenties en longgolf infraroodlicht) wordt vaak genoemd Terahertz -straling. Er bestaan ​​nog hogere frequenties, zoals die van gamma stralen, die kan worden gemeten in ExaHertz (EHz). (Om historische redenen worden de frequenties van lichte en hogere frequentie -elektromagnetische straling vaker gespecificeerd in termen van hun golflengten of foton energie: Zie voor een meer gedetailleerde behandeling van dit en de bovenstaande frequentiebereiken elektromagnetisch spectrum.)

Computers

Meer informatie over waarom de frequentie, inclusief voor Gigahertz (GHz) enz., Is een gebrekkige snelheidsindicator voor computers: Megahertz -mythe

In computers, de meeste centrale verwerkingseenheden (CPU) worden gelabeld in termen van hun kloksnelheid uitgedrukt in megahertz (106Hz) of gigahertz (109Hz). Deze specificatie verwijst naar de frequentie van de CPU -meester kloksignaal. Dit signaal is een vierkante golf, wat een elektrische spanning is die met regelmatige intervallen tussen lage en hoge logische waarden schakelt. Aangezien de Hertz de primaire meeteenheid is die door de algemene bevolking is geaccepteerd om de prestaties van een CPU te bepalen, hebben veel experts deze aanpak bekritiseerd, waarvan zij beweren dat het een is gemakkelijk manipuleerbare benchmark. Sommige processors gebruiken meerdere klokperioden om een ​​enkele bewerking uit te voeren, terwijl andere meerdere bewerkingen in een enkele cyclus kunnen uitvoeren.[16] Voor personal computers zijn CPU -kloksnelheden variërend van ongeveer 1 MHz eind jaren zeventig (Atari, Commodore, Apple Computers) tot tot 6 GHz in IBM Power Microprocessors.

Verscheidene computerbussen, zoals de voorkant bus het aansluiten van de CPU en noordelijke brug, werken ook op verschillende frequenties in het Megahertz -bereik.

Si -veelvouden

Hoofd artikel: Orders van grootte (frequentie)


Si veelvouden van Hertz (Hz)
Ondermijning Veelvouden
Waarde SI -symbool Naam Waarde SI -symbool Naam
10−1Hz DHZ Decihertz 101Hz Dahz Decahertz
10−2Hz CHZ centihertz 102Hz HHz Hectohertz
10−3Hz MHz Millihertz 103Hz KHZ Kilohertz
10−6Hz µHz microhertz 106Hz MHz Megahertz
10−9Hz NHz nanohertz 109Hz GHz Gigahertz
10−12Hz phz PicoHertz 1012Hz Thz Terahertz
10−15Hz FHz femtohertz 1015Hz Phz Petahertz
10−18Hz ahz AttoHertz 1018Hz Ehz ExaHertz
10−21Hz ZHz Zeptohertz 1021Hz ZHz Zettahertz
10−24Hz YHZ Yoctohertz 1024Hz YHZ Yottahertz
Veelvoorkomende voorvoegsels zijn gewaagd gezicht.

Hogere frequenties dan de Internationaal systeem van eenheden Aangenomen wordt dat voorvoegsels voor het op natuurlijke wijze voorkomen in de frequenties van de kwantummechanische trillingen van hoge energie, of, gelijkwaardig, massieve deeltjes, hoewel deze niet direct waarneembaar zijn en moeten worden afgeleid uit hun interacties met andere fenomenen. Volgens het Verdrag worden deze meestal niet uitgedrukt in Hertz, maar in termen van de equivalente kwantumenergie, die evenredig is met de frequentie door de factor Planck's constante.

Unicode

De CJK -compatibiliteit blokkeren Unicode Bevat tekens voor gewone SI -eenheden voor frequentie. Deze zijn bedoeld voor compatibiliteit met Oost -Aziatische karaktercodes, en niet voor gebruik in nieuwe documenten (waarvan wordt verwacht dat ze Latijnse letters gebruiken, bijvoorbeeld "MHz").[17]

  • U+3390 ㎐ Vierkant Hz
  • U+3391 ㎑ Vierkante kHz
  • U+3392 ㎒ Vierkante MHz
  • U+3393 ㎓ Vierkant GHz
  • U+3394 ㎔ Vierkant THz

Zie ook

Aantekeningen en referenties

  1. ^ "hertz". (1992). American Heritage Dictionary of the English Language (3e ed.), Boston: Houghton Mifflin.
  2. ^ a b "SI Brochure: The International System of Units (SI) - 9e editie" (PDF). BIPM: 26. Opgehaald 7 augustus 2022.
  3. ^ Hoewel Hertz gelijkwaardig is aan fietsen per seconde (CPS), stelt de SI expliciet dat "cyclus" en "CPS" geen eenheden in de SI zijn, waarschijnlijk vanwege dubbelzinnigheid in de termen.[2]
  4. ^ "SI Brochure: The International System of Units (SI) § 2.3.1 Basiseenheden" (PDF) (in Brits Engels en Frans) (9e ed.). BIPM. 2019. p. 130. Opgehaald 2 februari 2021.
  5. ^ "SI Brochure: The International System of Units (SI) § Bijlage 1. Beslissingen van de CGPM en de CIPM" (PDF) (in Brits Engels en Frans) (9e ed.). BIPM. 2019. p. 169. Opgehaald 2 februari 2021.
  6. ^ NIST -gids voor SI -eenheden - 9 regels en stijlconventies voor spellingseenheidsnamen, National Institute of Standards and Technology
  7. ^ "(D) De Hertz wordt alleen gebruikt voor periodieke fenomenen en de Becquerel (BQ) wordt alleen gebruikt voor stochastische processen in activiteit die wordt verwezen naar een radionuclide." "BIPM - Tabel 3". BIPM. Opgehaald 24 oktober 2012.
  8. ^ "SI Brochure, sectie 2.2.2, paragraaf 6". Gearchiveerd van het origineel op 1 oktober 2009.
  9. ^ "IEC geschiedenis". IEC.CH. Gearchiveerd van het origineel op 19 mei 2013. Opgehaald 6 januari 2021.
  10. ^ Cartwright, Rufus (maart 1967). Beason, Robert G. (ed.). "Zal succes Heinrich Hertz bederven?" (PDF). Elektronica geïllustreerd. Fawcett Publications, Inc. pp. 98–99.
  11. ^ Pellam, J. R.; Galt, J. K. (1946). "Ultrasone propagatie in vloeistoffen: I. Toepassing van pulstechniek op snelheids- en absorptiemetingen bij 15 megacycles". The Journal of Chemical Physics. 14 (10): 608–614. Bibcode:1946jchph..14..608p. doen:10.1063/1.1724072. HDL:1721.1/5042.
  12. ^ Ernst Terhardt (20 februari 2000). "Dominante spectrale regio". Mmk.e-Technik.tu-muenchen.de. Gearchiveerd van het origineel op 26 april 2012. Opgehaald 28 april 2012.
  13. ^ "Black Hole Sound Waves - Science Mission Directorate". science.nasa.go.
  14. ^ Atomaire trillingen zijn meestal in de orde van tientallen Terahertz
  15. ^ "Black Hole Sound Waves - Science Mission Directorate". science.nasa.go.
  16. ^ Asaravala, Amit (30 maart 2004). "Good Riddance, Gigahertz". Bedrade. Opgehaald 28 april 2012.
  17. ^ Unicode Consortium (2019). "De Unicode -standaard 12.0 - CJK -compatibiliteit ❰ Bereik: 3300 - 33ff ❱" (PDF). Unicode.org. Opgehaald 24 mei 2019.

Externe links