Hertz (Hz) — a frekvencia SI-egysége, definíció és példák
Ismerd meg a hertz (Hz) definícióját, SI‑egységét és példákat (hangok, zene, technika), valamint a frekvencia jelentését és hallhatósági tartományokat érthetően és röviden.
A hertz (szimbólum: Hz, definíció: 1/s vagy s-1) az időből származtatott SI-egység, amely a Nemzetközi Egységrendszerben a frekvenciát méri. A frekvencia megadja, hogy egy esemény milyen gyakran ismétlődik egységnyi idő alatt; matematikailag a frekvencia a periódus (T) reciproka: f = 1/T. Az 1 hertz azt jelenti, hogy valami másodpercenként egyszer történik.
Gyakorlati példák
- A zenei hangok: a közismert referencia szerint a középső C frekvenciája körülbelül 261,6 Hz (gyakran 262 Hz-re kerekítik). Ez azt jelenti, hogy a hangszálak vagy a hangszer rezonáló részei másodpercenként mintegy 262 rezgés végzik.
- A4 hang (a hangolási norma) frekvenciája 440 Hz.
- A hálózati áram váltakozási frekvenciája Európában általában 50 Hz, az Egyesült Államokban 60 Hz.
- Emberi beszéd alaphangja férfiaknál tipikusan 85–180 Hz, nőknél 165–255 Hz között van.
- Egészségügyi példa: a pulzus 60 ütés/perc ≈ 1 Hz (60/60 = 1), 90 ütés/perc ≈ 1,5 Hz.
- Gépészeti példa: egy motor fordulatszáma 900 rpm (fordulat/perc) ≈ 15 Hz (900/60 = 15).
- Rádiófrekvenciák: kHz (kilohertz), MHz (megahertz) és GHz (gigahertz) skálákon mérjük a rádió- és mikrohullámú jeleket.
Hallástartományok és állatok
Az emberi hallás tipikus tartománya nagyjából 20–20 000 Hz, de ez egyénenként és életkor szerint jelentősen változhat (az idősebbeknél általában csökken a magas frekvenciák érzékelése). A hallástartományok fajonként eltérnek: például egyes madarak, denevérek és kutyák érzékelik az emberi fül számára nem hallható magas frekvenciákat. A baglyok hallásáról idézett adatok egy vizsgálat szerint 200–12 000 Hz közötti érzékenységet jeleznek, de a pontos érték fajonként különbözik.
Mérés, átszámítás és kapcsolódó fogalmak
- Frekvencia és periódus: f = 1/T, ahol T a periódus másodpercben.
- Szögsebesség (angular frequency): ω = 2πf, ennek SI-egysége rad/s (radián per szekundum).
- Mérőeszközök: frekvenciamérők, oszcilloszkópok és spektrumanalizátorok használhatók frekvenciák meghatározására.
- Egységelnevezés: a SI által elfogadott szimbólum a Hz; a jelölés kicsit rövidebb, de bármelyet használjuk, az 1 Hz = 1 s-1 áll fenn.
- Előtagok: millihertz (mHz), kilohertz (kHz), megahertz (MHz), gigahertz (GHz), terahertz (THz) stb. — ezekkel könnyen áttekinthetővé tehetők nagyon kicsi vagy nagyon nagy frekvenciák.
Történet és elnevezés
A mértékegységet Heinrich Rudolf Hertz német fizikus tiszteletére nevezték el, aki a 19. század végén kísérleti úton kimutatta az elektromágneses hullámok létezését. A "hertz" elnevezés a hullámok és rezgések gyakoriságának mérésében terjedt el, különösen a rádiófizikában és az akusztikában.
Összefoglalva: a Hz az ismétlődő események gyakoriságát leíró egyszerű, de sokoldalú egység, amely a mindennapi életben (zene, elektromos hálózat, kommunikáció) és a tudományban (fizika, mérnöki tudományok, biológia) egyaránt alapvető szerepet játszik.
Változó frekvenciájú szinuszhullám
Több egység
1000 hertz 1 kilohertz. 1000 kilohertz az 1 megahertz, 1000 megahertz az 1 gigahertz: (lásd a táblázatot)
| Egység | Egyenlő: |
| Kilohertz (KHz) | 1000 Hz |
| Megahertz (MHz) | 1000 kHz |
| Gigahertz (GHz) | 1000 MHz |
| Terahertz (THz) | 1000 GHz |
| Petahertz (PHz) | 1000 THz |
| Exahertz (EHz) | 1000 Hz |
| Zettahertz (ZHz) | 1000 EHz |
| Yottahertz (YHz) | 1000 ZHz |
Példák
- A Föld forgásának frekvenciája (~24 óránként egyszer) körülbelül 12 mikrohertz (sokkal kisebb, mint 1 Hz).
- A hertz-et néha a processzor teljesítményének mérésére használják a számítástechnikában és az elektronikában.
- Rádióamatőr az Amerikai Egyesült Államokban különböző frekvenciákon 1,8 és 1300 MHz között van.
- A légiforgalmi irányítás a 3 és 25 MHz közötti, valamint a 108 és 136 MHz közötti frekvenciákat használja.
- A G középső hang (G4) frekvenciája 392 Hz.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a hertz?
V: A hertz a Nemzetközi Egységrendszerben (SI) az időből származtatott frekvenciaegység.
K: Hogyan mérik a frekvenciát a hertz segítségével?
V: A frekvenciát azzal mérjük, hogy egy időegység alatt milyen gyakran történik valami, 1 hertz frekvencia azt jelenti, hogy másodpercenként egyszer történik valami.
K: A hertzen kívül más módon is kifejezhető a frekvencia egysége?
V: Igen, a hertzen kívül más kifejezések is használhatók a frekvencia kifejezésére, ahogy a táblázatban látható.
K: Mekkora a középső C frekvenciája a zongorán?
V: A középső C frekvenciája a zongorán 261,65 (262) Hz, ami azt jelenti, hogy másodpercenként 262 rezgés történik.
K: Milyen hangfrekvenciatartományt hall az ember?
V: Az emberek a 20 és 20 000 Hz közötti tartományban hallanak hangokat.
K: Milyen hangfrekvenciatartományt hallanak a baglyok?
V: A baglyok a 200 és 12 000 Hz közötti tartományban hallanak hangokat.
K: Kiről nevezték el a frekvencia mértékegységét, a hertz-et?
V: A frekvencia mértékegysége, a hertz, Heinrich Rudolf Hertz német fizikusról kapta a nevét.
Keres