هيرتز

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى الملاحة اذهب الى البحث

هيرتز
وحدة نظاموحدة مشتقة من النظام الدولي للوحدات
وحدة منتكرار
رمزهرتز
سميت على اسمهاينريش هيرتز
في وحدات SI الأساسيةق −1
من أعلى إلى أسفل: وميض الأضواء عند الترددات f =0.5 هرتز1.0 هرتز و2.0 هرتز أي بمعدل 0.5 و 1.0 و 2.0 ومضة في الثانية على التوالي. الوقت بين كل ومضة - الفترة  T - تعطى بواسطة 1 ⁄ f ( مقلوب f  ) ؛ أي 2 و 1 و 0.5 ثانية على التوالي.

الهيرتز (الرمز: Hz ) هو وحدة التردد في النظام الدولي للوحدات (SI) ويتم تعريفه على أنه دورة واحدة في الثانية . [1] [2] الهرتز هو وحدة مشتقة من النظام الدولي للوحدات التي يكون تعبيرها من حيث الوحدات الأساسية للنظام الدولي للوحدات هو s −1 ، مما يعني أن واحد هرتز هو مقلوب ثانية واحدة. [3] سميت على اسم هاينريش رودولف هيرتز (1857-1894) ، وهو أول شخص قدم دليلًا قاطعًا على وجود الموجات الكهرومغناطيسية . يتم التعبير عن هيرتز بشكل شائع فيمضاعفات : كيلو هرتز (10 3  هرتز ، كيلوهرتز) ، ميغا هرتز (10 6  هرتز ، ميغاهرتز) ، جيجاهيرتز (10 9  هرتز ، جيجاهرتز) ، تيراهيرتز (10 12  هرتز ، THz).

بعض الاستخدامات الأكثر شيوعًا للوحدة هي في وصف الموجات الجيبية والنغمات الموسيقية ، لا سيما تلك المستخدمة في الراديو - والتطبيقات ذات الصلة بالصوت. كما أنها تستخدم لوصف سرعات الساعة التي تعمل بها أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الإلكترونية الأخرى. تُستخدم الوحدات أحيانًا أيضًا لتمثيل طاقة الفوتون ، عبر علاقة بلانك E = h ν ، حيث E هي طاقة الفوتون ، ν هو ترددها ، وثابت التناسب h هو ثابت بلانك .

تعريف

يتم تعريف الهرتز على أنه دورة واحدة في الثانية . حددت اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس الثانية بأنها "مدة9192 631 770 فترات الإشعاع المقابلة للانتقال بين مستويين فائق الدقة للحالة الأرضية لذرة السيزيوم -133 " [4] [5] ثم يضيف:" ويترتب على ذلك أن الانقسام شديد الدقة في الحالة الأرضية ذرة السيزيوم 133 هي بالضبط9192631770 هرتز ، ν ( hfs Cs) =9192 631770 هرتز . " أبعاد الوحدة هرتز هي 1 / وقت (1 / T). معبراً عنها بوحدات SI الأساسية ، تكون الوحدة 1 / ثانية (1 / ثانية)  .

في اللغة الإنجليزية ، يتم استخدام "hertz" أيضًا في صيغة الجمع. [6] كوحدة SI ، يمكن أن تبدأ بالهرتز ؛ المضاعفات الشائعة الاستخدام هي كيلوهرتز (كيلوهرتز ،10 3  هرتز )، ميغا هرتز (ميغا هرتز،10 6  هرتز )، جيجاهرتز (جيجاهرتز،10 9  هرتز ) و THz (تيراهيرتز ،10 12  هرتز ). يعني الهيرتز الواحد ببساطة "دورة واحدة في الثانية" (عادةً ما يتم احتساب دورة كاملة) ؛100 هرتز تعني "مائة دورة في الثانية" ، وهكذا. يمكن تطبيق الوحدة على أي حدث دوري - على سبيل المثال ، قد يُقال أن الساعة تدق عند1 هرتز ، أو قد يُقال إن قلب الإنسان ينبض1.2 هرتز .

يتم التعبير عن معدل حدوث الأحداث غير الدورية أو العشوائية بالثانية المتبادلة أو الثانية العكسية (1 / s أو s −1 ) بشكل عام أو ، في حالة محددة من الاضمحلال الإشعاعي ، في بيكريل . [7] بينما1 هرتز دورة واحدة في الثانية ،1 Bq هو حدث النويدات المشعة غير الدوري في الثانية.

على الرغم من أن السرعة الزاوية والتردد الزاوي والوحدة هرتز كلها لها البعد 1 / T ، إلا أن السرعة الزاوية والتردد الزاوي لا يتم التعبير عنها بالهرتز ، [8] ولكن بالأحرى بوحدة زاوية مناسبة مثل الراديان في الثانية . وبالتالي ، يُقال أن القرص الذي يدور بسرعة 60 دورة في الدقيقة (rpm) يدور إما عند 2 π  rad / s أو 1 هرتز ، حيث يقيس الأول السرعة الزاوية ويعكس الأخير عدد الدورات الكاملة في الثانية. التحويل بين التردد f المقاس بالهرتز والسرعة الزاوية المقاسة بالراديان في الثانية هو

و.

تم تسمية هيرتز على اسم هاينريش هيرتز . كما هو الحال مع كل وحدة SI مسماة لشخص ما ، يبدأ رمزها بحرف كبير (Hz) ، ولكن عند كتابته بالكامل فإنه يتبع قواعد الكتابة بالأحرف الكبيرة للاسم الشائع ؛ على سبيل المثال ، تصبح " hertz " مكتوبة بأحرف كبيرة في بداية الجملة وفي العناوين ، ولكن بخلاف ذلك يتم كتابتها بالأحرف الصغيرة.

التاريخ

تمت تسمية هيرتز على اسم الفيزيائي الألماني هاينريش هيرتز (1857-1894) ، الذي قدم إسهامات علمية مهمة في دراسة الكهرومغناطيسية . تم إنشاء الاسم من قبل اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) في عام 1935. [9] تم تبنيه من قبل المؤتمر العام للأوزان والمقاييس (CGPM) ( Conférence générale des poids et mesures ) في عام 1960 ، لتحل محل الاسم السابق للوحدة ، "الدورات في الثانية" (cps) ، جنبًا إلى جنب مع المضاعفات المرتبطة بها ، بشكل أساسي "كيلو دورة في الثانية" (kc / s) و "الدورات الكبيرة في الثانية" (Mc / s) ، وأحيانًا "كيلو دورة في الثانية" (kMc / s ). تم استبدال مصطلح "الدورات في الثانية" إلى حد كبير بعبارة "[10]

في بعض الأحيان تم حذف صيغة الصفة "في الثانية" ، لذلك تم استخدام "megacycles" (Mc) كاختصار لـ "megacycles في الثانية" (أي ميغا هرتز (MHz)). [11]

التطبيقات

موجة جيبية بتردد متفاوت
نبض القلب هو مثال على ظاهرة دورية غير جيبية يمكن تحليلها من حيث التردد. يتم توضيح دورتين.

اهتزاز

الصوت عبارة عن موجة طولية متنقلة وهي عبارة عن تذبذب للضغط . ينظر البشر إلى تردد الموجات الصوتية على أنه نغمة . تتوافق كل نوتة موسيقية مع تردد معين يمكن قياسه بالهرتز. أذن الرضيع قادرة على إدراك الترددات التي تتراوح من20 هرتز إلى20000  هرتز _ _ يمكن للإنسان البالغ العادي أن يسمع الأصوات بينهما20 هرتز و16000  هرتز . _ [12] نطاق الموجات فوق الصوتية ، الموجات فوق الصوتية وغيرها من الاهتزازات الفيزيائية مثل الاهتزازات الجزيئية والذرية يمتد من عدد قليل من الفيمتوهيرتز [13] إلى نطاق تيراهيرتز [14] وما بعده. [15]

الإشعاع الكهرومغناطيسي

غالبًا ما يوصف الإشعاع الكهرومغناطيسي بتردده - عدد اهتزازات المجال الكهربائي والمغناطيسي العمودي في الثانية - معبرًا عنه بالهرتز.

عادةً ما يتم قياس إشعاع التردد اللاسلكي بالكيلو هرتز (كيلو هرتز) أو ميغا هرتز (ميجاهرتز) أو جيجاهرتز (جيجاهرتز). الضوء هو إشعاع كهرومغناطيسي ذو تردد أعلى ، وله ترددات في نطاق عشرات ( الأشعة تحت الحمراء ) إلى آلاف ( فوق بنفسجية ) تيراهيرتز. الإشعاع الكهرومغناطيسي ذو الترددات في نطاق تيراهيرتز المنخفض (وسيط بين تلك الخاصة بأعلى ترددات الراديو القابلة للاستخدام عادةً وضوء الأشعة تحت الحمراء طويل الموجة) يُطلق عليه غالبًا إشعاع تيراهيرتز . توجد ترددات أعلى ، مثل ترددات أشعة جاما، والتي يمكن قياسها في exahertz (EHz). (لأسباب تاريخية ، يتم تحديد ترددات الضوء والإشعاع الكهرومغناطيسي عالي التردد بشكل أكثر شيوعًا من حيث الأطوال الموجية أو طاقات الفوتون : للحصول على معالجة أكثر تفصيلاً لهذا النطاق ونطاقات التردد أعلاه ، انظر الطيف الكهرومغناطيسي .)

أجهزة الكمبيوتر

في أجهزة الكمبيوتر ، يتم تصنيف معظم وحدات المعالجة المركزية (CPU) من حيث معدل الساعة معبراً عنه بالميغاهرتز (10 6  هرتز ) أو جيجاهيرتز (10 9  هرتز ). تشير هذه المواصفات إلى تردد إشارة الساعة الرئيسية لوحدة المعالجة المركزية . هذه الإشارة عبارة عن موجة مربعة ، وهي جهد كهربائي يتحول بين القيم المنطقية المنخفضة والعالية على فترات منتظمة. نظرًا لأن hertz أصبح الوحدة الأساسية للقياس التي يقبلها عامة الناس لتحديد أداء وحدة المعالجة المركزية ، فقد انتقد العديد من الخبراء هذا النهج ، الذي يزعمون أنه معيار يمكن التلاعب به بسهولة . تستخدم بعض المعالجات فترات ساعة متعددة لإجراء عملية واحدة ، بينما يمكن للآخرين إجراء عمليات متعددة في دورة واحدة. [16] بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية ، تراوحت سرعات ساعة وحدة المعالجة المركزية من تقريبًا1 ميجا هرتز في أواخر السبعينيات ( Atari ، Commodore ، أجهزة كمبيوتر Apple ) حتى6 جيجاهرتز في معالجات IBM Power الدقيقة .

تعمل حافلات الكمبيوتر المختلفة ، مثل الحافلة الأمامية التي تربط وحدة المعالجة المركزية ونورثبريدج ، على ترددات مختلفة في نطاق ميغا هرتز.

مضاعفات النظام الدولي للوحدات


مضاعفات النظام الدولي للوحدات من الهيرتز (هرتز)
طواحين المضاعفات
قيمة رمز SI اسم قيمة رمز SI اسم
10 −1 هرتز dHz ديسيهيرتز 10 1 هرتز دا هرتز ديكاهيرتز
10 −2 هرتز ج هرتز سنتهيرتز 10 2 هرتز هرتز هكتوهيرتز
10 −3 هرتز ميغا هرتز مللي هرتز 10 3 هرتز كيلو هرتز كيلوهرتز
10 −6 هرتز µ هرتز ميكروهيرتز 10 6 هرتز ميغا هيرتز ميغا هرتز
10 −9 هرتز nHz نانوهيرتز 10 9 هرتز جيجاهرتز جيجاهيرتز
10 −12 هرتز pHz بيكوهيرتز 10 12 هرتز THz تيراهيرتز
10 −15 هرتز fHz فيمتوهرتز 10 15 هرتز PHz بيتاهيرتز
10 −18 هرتز aHz أتوهيرتز 10 18 هرتز EHz إكساهيرتز
10 −21 هرتز zHz zeptohertz 10 21 هرتز ZHz zettahertz
10-24 هرتز _ ذ يوكتوهيرتز 10 24 هرتز YHz يوتاهيرتز
الوحدات الشائعة المسبوقة بخط عريض.

الترددات الأعلى من النظام الدولي للوحدات التي توفر بادئات يُعتقد أنها تحدث بشكل طبيعي في ترددات الاهتزازات الميكانيكية الكمومية ذات الطاقة العالية ، أو ، على نحو مكافئ ، الجسيمات الضخمة ، على الرغم من أن هذه لا يمكن ملاحظتها بشكل مباشر ويجب الاستدلال عليها من تفاعلاتها بظواهر أخرى. وفقًا للاتفاقية ، لا يتم التعبير عنها عادةً بالهرتز ، ولكن من حيث الطاقة الكمية المكافئة ، والتي تتناسب مع التردد بواسطة عامل ثابت بلانك .

يونيكود

تحتوي كتلة توافق CJK في Unicode على أحرف لوحدات SI الشائعة للتردد. وهي مصممة للتوافق مع ترميز الأحرف في شرق آسيا ، وليس للاستخدام في المستندات الجديدة (والتي من المتوقع أن تستخدم الأحرف اللاتينية ، على سبيل المثال "MHz"). [17]

  • U + 3390 ㎐ مربع هرتز
  • U + 3391 SQUARE KHZ
  • U + 3392 ㎒ SQUARE MHZ
  • U + 3393 ㎓ SQUARE GHZ
  • U + 3394 ㎔ مربع THZ

انظر أيضا

ملاحظات ومراجع

  1. ^ "هيرتز". (1992). قاموس التراث الأمريكي للغة الإنجليزية (الطبعة الثالثة) ، بوسطن: هوتون ميفلين.
  2. ^ "هيرتز" .
  3. ^ "مرجع NIST حول الثوابت والوحدات وعدم اليقين" .
  4. ^ "كتيب SI: النظام الدولي للوحدات (SI) § 2.3.1 الوحدات الأساسية" (PDF) (باللغتين الإنجليزية البريطانية والفرنسية) (الطبعة التاسعة). BIPM . 2019. ص. 130 . تم الاسترجاع 2 فبراير 2021 .
  5. ^ "كتيب SI: النظام الدولي للوحدات (SI) § الملحق 1. قرارات CGPM و CIPM" (PDF) (باللغتين الإنجليزية البريطانية والفرنسية) (الطبعة التاسعة). BIPM . 2019. ص. 169 . تم الاسترجاع 2 فبراير 2021 .
  6. ^ دليل NIST لوحدات SI - 9 قواعد واصطلاحات أسلوب لأسماء وحدات التدقيق الإملائي ، المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا
  7. ^ "(د) يُستخدم الهيرتز فقط للظواهر الدورية ، ويستخدم البيكريل (Bq) فقط للعمليات العشوائية في النشاط المشار إليه في النويدات المشعة." "BIPM - الجدول 3" . BIPM . تم الاسترجاع 24 أكتوبر 2012 .
  8. ^ "كتيب SI ، القسم 2.2.2 ، الفقرة 6" . مؤرشفة من الأصلي في 1 أكتوبر 2009.
  9. ^ "IEC History" . Iec.ch. مؤرشفة من الأصلي في 2 يونيو 2013 . تم الاسترجاع 6 يناير 2021 .
  10. ^ كارترايت ، روفوس (مارس 1967). بيسون ، روبرت ج. (محرر). "هل النجاح سيفسد هاينريش هيرتز؟" (PDF) . يتضح الإلكترونيات . منشورات Fawcett ، Inc. ص 98-99.
  11. ^ بيلام ، جيه آر ؛ جالت ، جي كي (1946). "الانتشار بالموجات فوق الصوتية في السوائل: I. تطبيق تقنية النبض على قياسات السرعة والامتصاص في 15 Megacycles". مجلة الفيزياء الكيميائية . 14 (10): 608-614. بيب كود : 1946 JChPh..14..608P . دوى : 10.1063 / 1.1724072 . hdl : 1721.1 / 5042 .
  12. ^ Ernst Terhardt (20 شباط / فبراير 2000). "المنطقة الطيفية السائدة" . Mmk.e-technik.tu-muenchen.de. مؤرشفة من الأصلي في 26 أبريل 2012 . تم الاسترجاع 28 أبريل 2012 .
  13. ^ "الثقب الأسود موجات الصوت - مديرية المهمة العلمية" . science.nasa.go.
  14. ^ الاهتزازات الذرية عادة بترتيب عشرات التيراهيرتز
  15. ^ "الثقب الأسود موجات الصوت - مديرية المهمة العلمية" . science.nasa.go.
  16. ^ Asaravala ، Amit (30 آذار 2004). "بئس المصير ، جيجاهيرتز" . سلكي . تم الاسترجاع 28 أبريل 2012 .
  17. ^ اتحاد يونيكود (2019). "معيار Unicode 12.0 - توافق CJK ❰ النطاق: 3300–33FF ❱" (PDF) . Unicode.org . تم الاسترجاع 24 مايو 2019 .

روابط خارجية

تم الاسترجاع من " https://en.wikipedia.org/w/index.php؟title=Hertz&oldid=1091668057 "
0.10352396965027