Hertz

In diesem Artikel geht es um die Einheit -Maßnahme. Für die Autovermietung siehe Die Hertz Corporation. Für andere Verwendungen siehe Hertz (Disambiguation).
"Hz" und "Megahertz" leiten hier weiter. Für andere Verwendungen siehe Hz (Disambiguierung) und Megahertz (Disambiguation).
Hertz
Einheitssystem Si -abgeleitete Einheit
Einheit von Frequenz
Symbol Hz
Benannt nach Heinrich Hertz
Im Si -Basiseinheiten s–1
Oben nach unten: Lichter blinken an Frequenzen f = 0,5 Hz, 1,0 Hz und 2,0 Hz; Das sind bei 0,5, 1,0 und 2,0 Blitzen pro Sekunde. Die Zeit zwischen jedem Blitz - die ZeitraumT - wird gegeben durch 1⁄f (das gegenseitig von f); Das heißt 2, 1 bzw. 0,5 Sekunden.

Das Hertz (Symbol: Hz) ist der Einheit von Frequenz in dem Internationales System der Einheiten (Si) und ist definiert als eins Kreislauf pro zweite.[1][2] Der Hertz ist ein Si -abgeleitete Einheit deren Ausdruck in Bezug auf Si -Basiseinheiten ist s–1mit dem bedeutet, dass ein Hertz die gegenseitige Sekunde ist.[3] Es ist nach nach Heinrich Rudolf Hertz (1857–1894) die erste Person, die einen schlüssigen Nachweis der Existenz von liefert Elektromagnetische Wellen. Hertz werden üblicherweise in ausgedrückt Vielfache: Kilohertz (103Hz, KHz), Megahertz (106Hz, MHz), Gigahertz (109Hz, GHz), Terahertz (1012Hz, Thz).

Einige der häufigsten Verwendungen der Einheit sind in der Beschreibung von Sinuswellen und Musikentöne, insbesondere diejenigen in Radio- und audiobezogene Anwendungen. Es wird auch verwendet, um die zu beschreiben Taktgeschwindigkeiten auf welche Computer und andere Elektronik angetrieben werden. Die Einheiten werden manchmal auch als Darstellung der verwendet Energie eines Photonsüber die Planck -Beziehung E=hν, wo E ist die Energie des Photons, ν ist seine Frequenz und die Proportionalitätskonstante h ist Plancks Konstante.

Definition

Der Hertz ist als einer definiert Zyklus pro Sekunde. Das Internationales Komitee für Gewichte und Maßnahmen definierte die zweite als "die Dauer von 9192631770 Perioden der Strahlung, die dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinspiegeln des Grundzustands der Grundlage entsprechen Cäsium-133 Atom "[4][5] und fügt dann hinzu: "Daraus folgt, dass die Hyperfeinspaltung im Grundzustand des Cäsiums 133 -Atom genau ist 9192631770 Hertz, ν (HFS CS) = 9192631770Hz. "Die Abmessung des Einheit Hertz beträgt 1/Zeit (1/t). In der Basis -SI -Einheiten ausgedrückt ist die Einheit 1/Sekunde (1/s).

In Englisch wird "Hertz" auch als Pluralform verwendet.[6] Als Si -Einheit kann Hz sein vorangestellt; häufig verwendete Vielfache sind kHz (Kilohertz, 103Hz), MHz (Megahertz, 106Hz), GHz (Gigahertz, 109Hz) und thz (terahertz, 1012Hz). Ein Hertz bedeutet einfach "ein Zyklus pro Sekunde" (typischerweise ist das, was gezählt wird, ein vollständiger Zyklus). 100 Hz bedeutet "einhundert Zyklen pro Sekunde" und so weiter. Das Gerät kann auf ein regelmäßiges Ereignis angewendet werden - beispielsweise kann eine Uhr angekündigt werden 1 Hz, oder ein menschliches Herz könnte sagen schlagen bei 1,2 Hz.

Das Ereignis aperiodische Rate oder stochastisch Ereignisse werden in ausgedrückt gegenseitiger Sekunde oder inverse Sekunde (1/s oder s–1) im Allgemeinen oder im spezifischen Fall von Radioaktivität, in Becquerels.[7] Wohingegen 1 Hz ist ein Zyklus (oder periodisches Ereignis) pro Sekunde, 1 bq ist ein aperiodisches Radionuklidereignis pro Sekunde.

Obwohl Frequenz, Winkelgeschwindigkeit, Winkelfrequenz und Radioaktivität Alle haben die Dimension 1/t, von dieser einzigen Frequenz wird in Hertz ausgedrückt.[8] Somit soll eine Scheibe mit 60 Umdrehungen pro Minute (U / min) eine Winkelgeschwindigkeit von 2 habenπrad/s und eine Drehfrequenz von 1 Hz. Die Korrespondenz zwischen einer Frequenz f mit der Einheit Hertz und einer Winkelgeschwindigkeit ω mit der Einheit Radians pro Sekunde ist

und .

Der Hertz ist benannt Heinrich Hertz. Wie bei jedem Si Einheit, benannt nach einer Person, beginnt sein Symbol mit einer oberer Fall Brief (Hz), aber in vollem Umfang folgt es den Regeln für die Kapitalisierung von a gängiges Substantiv; d.h. "Hertz"Wird zu Beginn eines Satzes und in Titeln aktiviert, ist aber ansonsten in niedrigerer Fall.

Geschichte

Weitere Informationen: Zyklen pro Sekunde

Der Hertz ist nach dem deutschen Physiker benannt Heinrich Hertz (1857–1894), der wichtige wissenschaftliche Beiträge zum Studium von leistet Elektromagnetismus. Der Name wurde von der festgestellt Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) 1935.[9] Es wurde von der übernommen Generalkonferenz über Gewichte und Maßnahmen (Cgpm) (Konférence Générale des Poids et Mesures) 1960 ersetzen Sie den vorherigen Namen für das Gerät "Zyklen pro Sekunde" (CPS) zusammen mit seinen zugehörigen Multiplikaten, hauptsächlich "Kilocyclen pro Sekunde" (KC/S) und "Megacycles pro Sekunde" (MC/s), und gelegentlich "Kilomegazyklen pro Sekunde" (kmc/s). Der Begriff "Zyklen pro Sekunde" wurde in den 1970er Jahren weitgehend durch "Hertz" ersetzt.[10][Fehlgeschlagene Überprüfung]

Manchmal wurde die Adjektivform "pro Sekunde" weggelassen, so dass "Megacycle" (MC) als Abkürzung von "Megacycles pro Sekunde" verwendet wurde (dh Megahertz (MHz)).[11]

Anwendungen

A Sinus mit unterschiedlicher Frequenz
Ein Herzschlag ist ein Beispiel für ein Nicht-Nichtssinusförmig Periodisches Phänomen, das in Bezug auf die Häufigkeit analysiert werden kann. Es werden zwei Zyklen dargestellt.

Vibration

Klang ist ein Reisen Längswelle Welches ist eine Schwingung von Druck. Menschen empfinden die Häufigkeit von Schallwellen als Tonhöhe. Jeder Musik Note entspricht einer bestimmten Frequenz, die in Hertz gemessen werden kann. Das Ohr eines Kindes kann Frequenzen erkennen, die von 20 Hz zu 20000Hz; der Durchschnitt Erwachsener Mensch kann Geräusche zwischen hören 20 Hz und 16000Hz.[12] Der Bereich von Ultraschall, Infrasound und andere physikalische Schwingungen wie z. Molekular und atomare Schwingungen erstreckt sich von einigen wenigen femtohertz[13] in die Terahertz Angebot[14] und darüber hinaus.[15]

Elektromagnetische Strahlung

Elektromagnetische Strahlung wird oft durch seine Frequenz beschrieben - die Anzahl der Anzahl von Schwingungen der senkrechten elektrischen und magnetischen Felder pro Sekunde - exprimiert in Hertz.

Die Funkfrequenzstrahlung wird normalerweise in Kilohertz (KHz), Megahertz (MHz) oder Gigahertz (GHz) gemessen. Licht ist elektromagnetische Strahlung, die noch höher frequenz ist und Frequenzen im Bereich von Zehns aufweist (Infrarot) bis Tausende (Ultraviolett) von Terahertz. Elektromagnetische Strahlung mit Frequenzen im niedrigen Terahertz-Bereich (Zwischenprodukt zwischen denen der höchsten, normalerweise verwendbaren Funkfrequenzen und langwelligen Infrarotlicht) wird häufig genannt Terahertz Strahlung. Es gibt noch höhere Frequenzen wie die von gamma Strahlen, die in Exahertz (EHz) gemessen werden kann. (Aus historischen Gründen werden die Häufigkeiten von Licht und elektromagnetischer Strahlung mit höherer Frequenz häufiger in Bezug auf ihre festgelegt Wellenlängen oder Photon Energien: Für eine detailliertere Behandlung dieser und die oben genannten Frequenzbereiche siehe elektromagnetisches Spektrum.))

Computers

Weitere Informationen darüber, warum die Häufigkeit, einschließlich für Gigahertz (GHz) usw., ein fehlerhafter Geschwindigkeitsanzeige für Computer ist: Megahertz Mythos

In Computern die meisten Zentrale Verarbeitungseinheiten (CPU) sind in Bezug auf ihre gekennzeichnet Taktfrequenz ausgedrückt in Megahertz (106Hz) oder Gigahertz (109Hz). Diese Spezifikation bezieht sich auf die Häufigkeit des Meisters der CPU Taktsignal. Dieses Signal ist a Rechteckschwingung, was eine elektrische Spannung ist, die in regelmäßigen Intervallen zwischen niedrigen und hohen Logikwerten wechselt. Da der Hertz die primäre Messeinheit geworden ist, die von der allgemeinen Bevölkerung angenommen wurde, um die Leistung einer CPU zu bestimmen, haben viele Experten diesen Ansatz kritisiert, von dem sie behaupten Leicht manipulierbare Benchmark. Einige Prozessoren verwenden mehrere Taktperioden, um einen einzelnen Betrieb auszuführen, während andere mehrere Vorgänge in einem einzigen Zyklus ausführen können.[16] Für PC -Computer lag die CPU -Taktgeschwindigkeiten von ungefähr ungefähr 1 MHz In den späten 1970er Jahren (Atari, Kommodore, Apple Computers) bis zu 6 GHz in IBM -Leistungsmikroprozessoren.

Verschiedene Computerbusse, so wie die Frontbus Verbinden der CPU und Nord brücke, auch bei verschiedenen Frequenzen im Megahertz -Bereich arbeiten.

Si -Vielfache

Hauptartikel: Größenordnungen (Frequenz)


Si -Vielfache von Hertz (Hz)
Submultiples Vielfache
Wert Si -Symbol Name Wert Si -Symbol Name
10–1 Hz DHz Decihertz 101 Hz Dahz Decahertz
10–2 Hz Chz Centihertz 102 Hz HHz Hektohertz
10–3 Hz MHz Millihertz 103 Hz KHz Kilohertz
10–6 Hz µHz Microhertz 106 Hz MHz Megahertz
10–9 Hz NHz Nanohertz 109 Hz GHz Gigahertz
10–12 Hz Phz Picohertz 1012 Hz Thz Terahertz
10–15 Hz FHz femtohertz 1015 Hz Phz Petahertz
10–18 Hz Ahz Attohertz 1018 Hz EHz Exahertz
10–21 Hz Zhz Zeptohertz 1021 Hz Zhz Zettahertz
10–24 Hz YHz Yoctohertz 1024 Hz YHz Yottahertz
Häufige vorangestellte Einheiten sind fettgesicht.

Höhere Frequenzen als die Internationales System der Einheiten Es wird angenommen, dass Präfixe für auf natürliche Weise in den Frequenzen der quantenmechanischen Schwingungen mit hoher Energie oder gleichermaßen massive Partikel auftreten, obwohl diese nicht direkt beobachtbar sind und aus ihren Wechselwirkungen mit anderen Phänomenen abgeleitet werden müssen. Nach Übereinkommen werden diese typischerweise nicht in Hertz ausgedrückt, sondern in Bezug auf die äquivalente Quantenenergie, die durch den Faktor von proportional zur Frequenz ist Plancks Konstante.

Unicode

Das CJK -Kompatibilität Block in Unicode Enthält Zeichen für gemeinsame SI -Einheiten für die Frequenz. Diese sind für die Kompatibilität mit ostasiatischen Charaktercodierungen und nicht für die Verwendung in neuen Dokumenten (von denen erwartet wird, dass sie lateinische Buchstaben, z. B. "MHz" verwendet, verwendet werden.[17]

  • U+3390 ㎐ Quadrat Hz
  • U+3391 ㎑ Quadratkhz
  • U+3392 ㎒ Square MHz
  • U+3393 ㎓ Square GHz
  • U+3394 ㎔ Quadrat THz

Siehe auch

Notizen und Referenzen

  1. ^ "Hertz". (1992). American Heritage Dictionary der englischen Sprache (3. Aufl.), Boston: Houghton Mifflin.
  2. ^ "Hertz".
  3. ^ "Die NIST -Bezugnahme auf Konstanten, Einheiten und Unsicherheit".
  4. ^ "SI -Broschüre: Das internationale System der Einheiten (SI) § 2.3.1 Basiseinheiten" (PDF) (in britischem Englisch und Französisch) (9. Aufl.). Bipm. 2019. p. 130. Abgerufen 2. Februar 2021.
  5. ^ "SI -Broschüre: Das internationale System der Einheiten (SI) § Anhang 1. Entscheidungen des CGPM und des CIPM" (PDF) (in britischem Englisch und Französisch) (9. Aufl.). Bipm. 2019. p. 169. Abgerufen 2. Februar 2021.
  6. ^ NIST -Leitfaden zu SI -Einheiten - 9 Regeln und Stilkonventionen für Rechtschreibeinheitennamen, Nationales Institut für Standards und Technologie
  7. ^ "(d) Der Hertz wird nur für periodische Phänomene verwendet, und der Becquerel (BQ) wird nur für stochastische Prozesse in der Aktivität verwendet, die auf ein Radionuklid bezeichnet wird." "Bipm - Tabelle 3". Bipm. Abgerufen 24. Oktober 2012.
  8. ^ "Si -Broschüre, Abschnitt 2.2.2, Absatz 6". Archiviert von das Original am 1. Oktober 2009.
  9. ^ "IEC -Geschichte". Iec.ch. Archiviert von das Original am 19. Mai 2013. Abgerufen 6. Januar 2021.
  10. ^ Cartwright, Rufus (März 1967). Beason, Robert G. (Hrsg.). "Wird Erfolg Heinrich Hertz verderben?" (PDF). Elektronik illustriert. Fawcett Publications, Inc. S. 98–99.
  11. ^ Pellam, J. R.; Galt, J. K. (1946). "Ultraschallverbreitung in Flüssigkeiten: I. Anwendung der Impulstechnik auf Geschwindigkeits- und Absorptionsmessungen bei 15 Megacycle". Das Journal of Chemical Physics. 14 (10): 608–614. Bibcode:1946Jchph..14..608p. doi:10.1063/1.1724072. HDL:1721.1/5042.
  12. ^ Ernst Terhardt (20. Februar 2000). "Dominante spektrale Region". Mmk.e-technik.tu-muenchen.de. Archiviert von das Original am 26. April 2012. Abgerufen 28. April 2012.
  13. ^ "Schwarze Loch -Schallwellen - Direktion für Wissenschaftsmission". Science.nasa.go.
  14. ^ Atomare Schwingungen sind normalerweise in der Reihenfolge von zehn Terahertz
  15. ^ "Schwarze Loch -Schallwellen - Direktion für Wissenschaftsmission". Science.nasa.go.
  16. ^ Asaravala, Amit (30. März 2004). "Gutes Befreiung, Gigahertz". Verdrahtet. Abgerufen 28. April 2012.
  17. ^ Unicode -Konsortium (2019). "Der Unicode Standard 12.0 - CJK -Kompatibilität ❰ Bereich: 3300—33ff ❱" (PDF). Unicode.org. Abgerufen 24. Mai 2019.

Externe Links