Περιεχόμενο
- Πού προέρχεται ο Λόγος "Hertz";
- Χρησιμοποιήστε έναν πίνακα μετατροπών Hertz για να μετατρέψετε τη γωνιακή ταχύτητα
- Υπολογισμός του Hertz από το μήκος κύματος και την ταχύτητα κύματος
Ως μονάδα συχνότητας κυμάτων, ένας χερτζ είναι ίσος με έναν κύκλο ανά δευτερόλεπτο. Η χερτς χρησιμοποιείται ευρέως στη μελέτη των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και, κατ 'επέκταση, στη μελέτη της ίδιας της ύλης, διότι όλα στο σύμπαν αποτελούνται από δονητικά άτομα. Είναι επίσης κοινό στην ηλεκτρική τεχνολογία, επειδή η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται από περιστρεφόμενους στροβίλους που δημιουργούν ρεύμα που εναλλάσσεται με σταθερή συχνότητα.
Αν γνωρίζετε τη συχνότητα (φά) και το μήκος κύματος (λ) μιας κυματομορφής, μπορείτε να τα πολλαπλασιάσετε ώστε να αποκτήσετε την ταχύτητα του κύματος: φά × λ = v. Συνεπώς, μπορείτε να αντλήσετε τη συχνότητα αν γνωρίζετε την ταχύτητα και το μήκος κύματος:
f = frac {v} {λ}Για να πάρει συχνότητα σε hertz, η ταχύτητα πρέπει να είναι σε "μονάδες μήκους" ανά δευτερόλεπτο και το μήκος κύματος πρέπει να μετράται στις ίδιες "μονάδες μήκους". Για παράδειγμα, αν η ταχύτητα μετριέται σε m / s, το μήκος κύματος πρέπει να μετρηθεί σε μέτρα.
Πού προέρχεται ο Λόγος "Hertz";
Ο Heinrich Hertz (1857-1894) ήταν ένας από τους σημαντικότερους επιστήμονες του δέκατου ένατου αιώνα. Ο φημισμένος φυσικός αυτοεπαφής ήταν υπεύθυνος, μεταξύ άλλων, για την ανακάλυψη του φωτοηλεκτρικού αποτελέσματος, το οποίο βοήθησε να αποτελέσει το θεμέλιο της σύγχρονης κβαντικής θεωρίας. Hertz ανακάλυψε επίσης ραδιοκύματα, τα οποία έχουν πολλές σύγχρονες εφαρμογές στην ασύρματη τεχνολογία, την αστροφυσική και αλλού. Για να τιμήσει τον Hertz, μια κοινοπραξία επιστημόνων συγκεντρώθηκε το 1930 και ονόμασε τη μονάδα συχνότητας μετά από αυτόν.
Χρησιμοποιήστε έναν πίνακα μετατροπών Hertz για να μετατρέψετε τη γωνιακή ταχύτητα
Μία εφαρμογή για μονάδες hertz είναι όταν εξετάζουμε την περιστροφή ενός σώματος γύρω από έναν κεντρικό πόλο. Σε αυτό το con, όταν μετράται η γωνιακή ταχύτητα σε ακτίνια ανά δευτερόλεπτο, μπορεί να μετατραπεί απευθείας σε hertz πολλαπλασιάζοντας με συντελεστή 2π, που είναι ο αριθμός των ακτίνων σε έναν κύκλο.
Με άλλα λόγια, δεδομένου ότι υπάρχουν 2π ακτίνες σε έναν κύκλο, μία ακτινοβολία ανά δευτερόλεπτο ισούται με 1 / 2πHz = 0,1592 Hz. Αντιστρόφως, ένας πλήρης κύκλος είναι ίσος με 2π ακτίνια, συνεπάγεται ότι 1 hertz = 2π ακτίνια ανά δευτερόλεπτο = 6,283 rad / s.
Εάν δεν θέλετε να μετατρέψετε χειροκίνητα μεταξύ ακτίνων ανά δευτερόλεπτο (ή βαθμούς ανά δευτερόλεπτο) και hertz, μπορείτε πάντα να συμβουλευτείτε έναν πίνακα μετατροπής hertz online. Θα σας βοηθήσουν επίσης να μετατρέψετε από τη συχνότητα σε μικροδευτερόλεπτα σε hertz ή συχνότητα σε οποιαδήποτε άλλη μονάδα σε hertz.
Υπολογισμός του Hertz από το μήκος κύματος και την ταχύτητα κύματος
Ας υποθέσουμε ότι μετράτε την απόσταση ανάμεσα σε ένα κύμα ωκεανού να είναι 25 πόδια. Μπορείτε χρόνο πόσο καιρό χρειάζεται για το κύμα να περάσει ένα ζεύγος σημείων αναφοράς και να υπολογίσει ότι κινείται περίπου 15 μίλια ανά ώρα. Μπορείτε να υπολογίσετε τη συχνότητα κύματος σε hertz; Η απάντηση είναι ναι, αλλά πρώτα πρέπει να μετατρέψετε όλα τα χρονικά διαστήματα σε δευτερόλεπτα και να εκφράσετε όλες τις αποστάσεις στις ίδιες μονάδες. Στην περίπτωση αυτή, ο ευκολότερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να μετατρέψετε την ταχύτητα κύματος στα πόδια / δευτερόλεπτο:
begin {aligned} 15 ; {mph} & = frac {15 ; {miles / hour} × 5.280 ; {πόδια / μίλι}} {60 × 60 ; & = frac {79,200 ; {πόδια / ώρα}} {3,600 ; {δευτερόλεπτα / ώρα}} &Η συχνότητα στο hertz είναι τότε:
frac {22 ; {ft / s}} {25 ; {ft}} = 0.88Αυτή είναι ουσιαστικά η ίδια διαδικασία που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες όταν υπολογίζουν τις συχνότητες των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και των ηλεκτρικών παλμών. Όταν πρόκειται για ηλεκτρομαγνητικά ή ηλεκτρικά φαινόμενα, τα μήκη κύματος είναι πολύ μικρότερα και οι ταχύτητες πολύ μεγαλύτερες, έτσι οι συχνότητες είναι αντίστοιχα υψηλότερες. Για να καταστούν οι υπολογισμοί ευκολότεροι, οι επιστήμονες αναθέτουν τα προθέματα που χρησιμοποιούνται συνήθως στο σύστημα μέτρησης SI: