เฮิรตซ์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ข้ามไปที่การนำทาง ข้ามไปที่การค้นหา

เฮิรตซ์
ระบบหน่วยหน่วยที่ได้รับ SI
หน่วยของความถี่
เครื่องหมายHz
การตั้งชื่อตามไฮน์ริช เฮิรตซ์
ในหน่วยฐาน SIs -1
บนลงล่าง: ไฟกะพริบที่ความถี่ f =0.5 เฮิรตซ์ ,1.0 Hzและ2.0 เฮิรตซ์ ; นั่นคือที่ 0.5, 1.0 และ 2.0 กะพริบต่อวินาทีตามลำดับ เวลาระหว่างแต่ละวาบ – คาบ  T – ถูกกำหนดโดย1f (ส่วนกลับของf  ); นั่นคือ 2, 1 และ 0.5 วินาทีตามลำดับ (แก้ไขรูปภาพและปรับจังหวะเวลาแบบสมมาตรด้วย Gimp)

เฮิรตซ์ (สัญลักษณ์: เฮิร์ตซ์ ) เป็นหน่วยที่ได้มาของความถี่ในระบบหน่วย (SI) และถูกกำหนดให้เป็นหนึ่งในวงจรต่อที่สอง [1]มันเป็นชื่อเฮ็นรูดอล์ฟเฮิร์ตซ์ (1857-1894) เป็นคนแรกที่แสดงหลักฐานข้อสรุปของการดำรงอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เฮิรตซ์มักแสดงเป็นทวีคูณ : กิโลเฮิรตซ์ (10 3  Hz , kHz ), เมกะเฮิรตซ์ (10 6  Hz , MHz ), กิกะเฮิรตซ์ (10 9  Hz , GHz), เฮิรตซ์ (10 12  Hz , THz), เพทาเฮิรตซ์ (10 15  Hz , PHz ), exahertz (10 18  Hz , EHz) และเซททาเฮิรตซ์ (10 21  เฮิร์ต , เฮิร์ตซ์ ).

การใช้งานทั่วไปบางอย่างของยูนิตอยู่ในคำอธิบายของคลื่นไซน์และโทนเสียงดนตรีโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ใช้ในแอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องกับวิทยุและเสียง นอกจากนี้ยังใช้เพื่ออธิบายความเร็วสัญญาณนาฬิกาที่คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ถูกขับเคลื่อน บางครั้งหน่วยนี้ยังใช้เป็นตัวแทนของพลังงาน ผ่านสมการพลังงานโฟตอน ( E = h ν) โดยมีค่า 1 เฮิรตซ์เท่ากับhจูล

คำจำกัดความ

เฮิรตซ์ถูกกำหนดให้เป็นหนึ่งรอบต่อวินาที คณะกรรมการชั่งตวงวัดระหว่างประเทศที่กำหนดไว้ที่สองว่า "ระยะเวลาของการ9 192 631 770คาบของการแผ่รังสีที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงระหว่างระดับไฮเปอร์ไฟน์สองระดับของสถานะพื้นของอะตอมซีเซียม -133" [2] [3]แล้วเสริมว่า: "ตามมาด้วยไฮเปอร์ไฟน์ที่แยกออกในสถานะพื้นของ อะตอมซีเซียม 133 นั้นแน่นอน9 192 631 770เฮิรตซ์, ν(hfs Cs) =9 192 631 770  Hz ." ขนาดของหน่วยเฮิรตซ์คือ 1/เวลา (1/T) แสดงเป็นหน่วย SI ฐาน คือ 1/วินาที (1/s) ปัญหาอาจเกิดขึ้นเนื่องจากหน่วยวัดเชิงมุม (รอบ) หรือเรเดียน) จะถูกละเว้นใน SI [4] [5] [6] [7]

ในภาษาอังกฤษ "เฮิรตซ์" ยังใช้เป็นพหูพจน์ [8]ในฐานะที่เป็นหน่วย SI, เฮิร์ตซ์สามารถนำหน้า ; ทวีคูณที่ใช้กันทั่วไปคือ kHz (กิโลเฮิรตซ์10 3  Hz ), MHz (เมกะเฮิรตซ์,10 6  Hz ), GHz (กิกะเฮิรตซ์,10 9  Hz ) และ THz (เทระเฮิรตซ์10 12  เฮิรตซ์ ). หนึ่งเฮิรตซ์หมายถึง "หนึ่งรอบต่อวินาที" (โดยทั่วไปสิ่งที่กำลังนับคือรอบที่สมบูรณ์);100 Hzหมายถึง "หนึ่งร้อยรอบต่อวินาที" เป็นต้น หน่วยนี้สามารถนำไปใช้กับเหตุการณ์ตามระยะเวลาใด ๆ เช่นนาฬิกาอาจกล่าวให้ทำเครื่องหมายที่1 เฮิรตซ์หรือหัวใจมนุษย์อาจจะพูดได้ว่าเต้นที่1.2 เฮิร์ตซ์ .

การเกิดขึ้นของอัตราสม่ำเสมอหรือสุ่มเหตุการณ์จะแสดงในครั้งที่สองซึ่งกันและกันหรือสองผกผัน (1 / s หรือ s -1 ) โดยทั่วไปหรือในกรณีที่เฉพาะเจาะจงของการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีในbecquerels [9] ในขณะที่1 Hzคือหนึ่งรอบต่อวินาที1 Bqเป็นเหตุการณ์กัมมันตภาพรังสีแบบ aperiodic ต่อวินาที

แม้ว่าความเร็วเชิงมุม , ความถี่เชิงมุมและหน่วยเฮิรตซ์ทุกคนมีมิติที่ 1 / s ความเร็วเชิงมุมและความถี่เชิงมุมจะไม่แสดงในเฮิรตซ์[10]แต่ในหน่วยเชิงมุมที่เหมาะสมเช่นเรเดียนต่อวินาที ดังนั้นแผ่นดิสก์ที่หมุนด้วยความเร็ว 60 รอบต่อนาที (รอบต่อนาที) จึงกล่าวได้ว่าหมุนที่ 2 π  rad/s หรือ 1 Hzโดยที่อดีตวัดความเร็วเชิงมุมและตัวหลังสะท้อนจำนวนรอบที่สมบูรณ์ต่อวินาที การแปลงระหว่างความถี่fวัดเป็นเฮิรตซ์และความเร็วเชิงมุมωวัดเป็นเรเดียนต่อวินาที คือ

และ .

เฮิรตซ์เป็นชื่อหลังจากเฮ็นเฮิร์ตซ์ เช่นเดียวกับทุกSIหน่วยชื่อสำหรับคนที่เป็นสัญลักษณ์ของมันเริ่มต้นด้วยตัวพิมพ์ใหญ่ตัวอักษร (เฮิร์ตซ์) แต่เมื่อเขียนในเต็มรูปแบบเป็นไปตามกฎสำหรับโครงสร้างเงินทุนของสามัญนาม ; กล่าวคือ " เฮิรตซ์ " จะกลายเป็นตัวพิมพ์ใหญ่ที่จุดเริ่มต้นของประโยคและในชื่อเรื่อง แต่จะเป็นตัวพิมพ์เล็ก

ประวัติ

เฮิรตซ์เป็นชื่อหลังจากที่นักฟิสิกส์เยอรมันเฮ็นเฮิร์ตซ์ (1857-1894), ที่ทำผลงานทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญกับการศึกษาของแม่เหล็กไฟฟ้าชื่อนี้ตั้งขึ้นโดยInternational Electrotechnical Commission (IEC) ในปี ค.ศ. 1935 [11]ได้รับการรับรองโดยการประชุมสามัญเรื่องน้ำหนักและการวัด (CGPM) ( Conférence générale des poids et mesures ) ในปี 1960 แทนที่ชื่อเดิมของหน่วย , รอบต่อวินาที (cps) พร้อมกับทวีคูณที่เกี่ยวข้องเป็นหลักกิโลไซเคิลต่อวินาที (kc/s) และเมกะรอบต่อวินาที (Mc/s) และบางครั้งกิโลเมกะรอบต่อวินาที(kMc/s). คำว่ารอบต่อวินาทีส่วนใหญ่ถูกแทนที่ด้วยเฮิรตซ์ในปี 1970 (12)

บางครั้ง "ต่อวินาที" ถูกละไว้ เพื่อให้ "megacycles" (Mc) ถูกใช้เป็นตัวย่อของ "megacycles ต่อวินาที" (นั่นคือ เมกะเฮิรตซ์ (MHz)) [13]

แอปพลิเคชัน

คลื่นที่มีความถี่ที่แตกต่างกัน
การเต้นของหัวใจเป็นตัวอย่างของปรากฏการณ์เป็นระยะที่ไม่ใช่ไซนัสซึ่งอาจวิเคราะห์ได้ในแง่ของความถี่ มีภาพประกอบสองรอบ

การสั่นสะเทือน

เสียงเป็นเดินทางคลื่นยาวซึ่งเป็นความผันผวนของความดัน มนุษย์รับรู้ความถี่ของคลื่นเสียงเป็นสนาม โน้ตดนตรีแต่ละตัวสอดคล้องกับความถี่เฉพาะซึ่งสามารถวัดเป็นเฮิรตซ์ได้ หูของทารกสามารถรับรู้ความถี่ได้ตั้งแต่20 Hzถึง20 000  เฮิร์ตซ์ ; ค่าเฉลี่ยของผู้ใหญ่มนุษย์สามารถได้ยินเสียงระหว่าง20 Hzและ16 000เฮิร์ตซ์ [14]ช่วงของอัลตราซาวนด์ , ซาวและการสั่นสะเทือนทางกายภาพอื่น ๆ เช่นโมเลกุลและการสั่นสะเทือนของอะตอมยื่นออกมาจากไม่กี่femtohertz [15]เข้าไปในเฮิร์ตซ์ช่วง[16]และเกิน [17]

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้ามักอธิบายโดยความถี่ ซึ่งก็คือจำนวนการแกว่งของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กในแนวตั้งฉากต่อวินาที ซึ่งแสดงเป็นเฮิรตซ์

การแผ่รังสีความถี่วิทยุมักจะวัดเป็นกิโลเฮิรตซ์ (kHz), เมกะเฮิรตซ์ (MHz) หรือกิกะเฮิรตซ์ (GHz) แสงเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงกว่า และมีความถี่ในช่วงตั้งแต่สิบ ( อินฟราเรด ) ถึงหลายพัน ( อัลตราไวโอเลต ) เทราเฮิร์ตซ์ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่ในช่วงต่ำเฮิร์ตซ์ (กลางระหว่างผู้ที่สูงที่สุดความถี่วิทยุตามปกติสามารถใช้งานได้และระยะยาวของคลื่นแสงอินฟราเรด) มักจะเรียกว่ารังสีเฮิร์ตซ์ความถี่ที่สูงขึ้นยังมีอยู่ เช่นรังสีแกมมาซึ่งสามารถวัดเป็น exahertz (EHz) (ด้วยเหตุผลทางประวัติศาสตร์ ความถี่ของแสงและรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงกว่ามักถูกระบุในแง่ของความยาวคลื่นหรือพลังงานโฟตอน : สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้และช่วงความถี่ข้างต้น โปรดดูสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า )

คอมพิวเตอร์

ในคอมพิวเตอร์หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ส่วนใหญ่มีป้ายกำกับตามอัตรานาฬิกาที่แสดงเป็นเมกะเฮิรตซ์ (10 6  Hz ) หรือกิกะเฮิรตซ์ (10 9  เฮิร์ตซ์ ). ข้อกำหนดนี้หมายถึงความถี่ของต้นแบบของ CPU ที่สัญญาณนาฬิกาสัญญาณนี้เป็นคลื่นสี่เหลี่ยมซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าที่สลับระหว่างค่าลอจิกต่ำและสูงในช่วงเวลาปกติ ในฐานะที่เป็นเฮิรตซ์ได้กลายเป็นหน่วยหลักของการวัดการยอมรับจากประชาชนทั่วไปในการตรวจสอบประสิทธิภาพการทำงานของ CPU ที่ผู้เชี่ยวชาญหลายคนได้รับการวิพากษ์วิจารณ์วิธีการนี้ซึ่งพวกเขาอ้างว่าเป็นมาตรฐานยักย้ายได้อย่างง่ายดายโปรเซสเซอร์บางตัวใช้ช่วงเวลาสัญญาณนาฬิกาหลายช่วงเพื่อดำเนินการครั้งเดียว ในขณะที่บางตัวสามารถดำเนินการได้หลายรายการในรอบเดียว[18]สำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของ CPU มีตั้งแต่ประมาณ1 MHzในช่วงปลายทศวรรษ 1970 ( Atari , Commodore , คอมพิวเตอร์ Apple ) สูงถึง6 GHzในIBM Power ไมโครโปรเซสเซอร์

ต่างๆรถเมล์คอมพิวเตอร์เช่นfront-side busเชื่อมต่อ CPU และNorthbridgeยังทำงานที่ความถี่ต่าง ๆ ในช่วงเมกะเฮิรตซ์

SI ทวีคูณ

SI ทวีคูณของเฮิรตซ์ (Hz)
ตัวคูณย่อย ทวีคูณ
ค่า สัญลักษณ์ SI ชื่อ ค่า สัญลักษณ์ SI ชื่อ
10 -1 Hz dHz เดซิเฮิรตซ์ 10 1 Hz daHz decahertz
10 −2 Hz chHz centihertz 10 2 Hz hHz เฮกโตเฮิรตซ์
10 −3 Hz mHz มิลลิเฮิรตซ์ 10 3 Hz kHz กิโลเฮิรตซ์
10 −6 Hz µHz ไมโครเฮิรตซ์ 10 6 Hz MHz เมกะเฮิรตซ์
10 −9 Hz nHz นาโนเฮิรตซ์ 10 9 Hz GHz gigahertz
10 -12 Hz ph picohertz 10 12 Hz THz terahertz
10 -15 Hz fHz femtohertz 10 15 Hz PHz petahertz
10 -18 Hz aHz attohertz 10 18 Hz EHz exahertz
10 -21 Hz zHz zeptohertz 10 21 Hz ZHz เซตทาเฮิรตซ์
10 −24 Hz yHz โยเกิร์ต 10 24 Hz YHz yottahertz
หน่วยนำหน้าทั่วไปเป็นตัวหนา

ความถี่ที่สูงกว่าระบบสากลของหน่วยให้คำนำหน้าสำหรับ เชื่อกันว่าเกิดขึ้นตามธรรมชาติในความถี่ของการสั่นของกลไกควอนตัมที่มีพลังงานสูงหรือเทียบเท่ากับอนุภาคขนาดใหญ่ แม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะไม่สามารถสังเกตได้โดยตรงและต้องอนุมานจากปฏิสัมพันธ์ของพวกมัน กับปรากฏการณ์อื่นๆ โดยการประชุมเหล่านี้มักจะไม่แสดงในเฮิรตซ์ แต่ในแง่ของพลังงานควอนตัมเทียบเท่าซึ่งเป็นสัดส่วนกับความถี่โดยปัจจัยของค่าคงที่ของพลังค์

เฮิรตซ์: อักขระ Unicode (19)
เครื่องหมาย ชื่อ เลขยูนิโค้ด
เฮิรตซ์ (สแควร์ HZ) U+3390
กิโลเฮิรตซ์ (สแควร์ KHZ) U+3391
เมกะเฮิรตซ์ (Square MHZ) U+3392
กิกะเฮิรตซ์ (Square GHZ) U+3393
เทราเฮิร์ตซ์ (Square THZ) U+3394

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุและการอ้างอิง

  1. ^ "เฮิรตซ์". (1992). American Heritage Dictionary of the English Language (ฉบับที่ 3), Boston: Houghton Mifflin.
  2. ^ "SI Brochure: The International System of Units (SI) § 2.3.1 Base units" (PDF) (เป็นภาษาอังกฤษและฝรั่งเศส) (ฉบับที่ 9) บีพีเอ็ม 2019. พี. 130 . สืบค้นเมื่อ2 กุมภาพันธ์ 2021 .
  3. ^ "โบรชัวร์ SI: ระบบสากลของหน่วย (SI) § ภาคผนวก 1 การตัดสินใจของ CGPM และ CIPM" (PDF) (เป็นภาษาอังกฤษและฝรั่งเศส) (ฉบับที่ 9) บีพีเอ็ม 2019. พี. 169 . สืบค้นเมื่อ2 กุมภาพันธ์ 2021 .
  4. ^ มอร์ เจซี; ฟิลลิปส์, WD (2015). "หน่วยไร้มิติใน SI". มาตรวิทยา . 52 (1): 40–47. arXiv : 1409.2794 . Bibcode : 2015Metro..52...40M . ดอย : 10.1088/0026-1394/52/1/40 . S2CID 3328342 . 
  5. ^ มิลส์ IM (2016). "ในหน่วยเรเดียนและวนรอบสำหรับมุมระนาบปริมาณ" มาตรวิทยา . 53 (3): 991–997. Bibcode : 2016Metro..53..991M . ดอย : 10.1088/0026-1394/53/3/991 .
  6. ^ "หน่วย SI ต้องปฏิรูปไปสู่ความสับสนหลีกเลี่ยง" กองบรรณาธิการ ธรรมชาติ . 548 (7666): 135. 7 สิงหาคม 2554. ดอย : 10.1038/548135b . PMID 28796224 . 
  7. ^ พีอาร์บังเกอร์; IM มิลส์; ต่อเซ่น (2019). "ค่าคงที่พลังค์และหน่วย" เจควอนท์ Spectrosc Radiat การถ่ายโอน 237 : 106594. Bibcode : 2019JQSRT.23706594B . ดอย : 10.1016/j.jqsrt.2019.106594 .
  8. ^ NIST Guide to SI Units – 9 Rules and Style Conventions for Spelling Unit Names , สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ
  9. ^ "(d) เฮิรตซ์ใช้สำหรับปรากฏการณ์เป็นระยะเท่านั้น และเบกเคอเรล (Bq) ใช้สำหรับกระบวนการสุ่มในกิจกรรมที่อ้างถึงนิวไคลด์กัมมันตรังสีเท่านั้น" "BIPM – ตารางที่ 3" . บีพีเอ็ม สืบค้นเมื่อ24 ตุลาคม 2555 .
  10. ^ "โบรชัวร์ SI มาตรา 2.2.2 วรรค 6" . เก็บจากต้นฉบับเมื่อ 1 ตุลาคม 2552
  11. ^ "ประวัติ IEC" . ไออีซี. สืบค้นเมื่อ6 มกราคมพ.ศ. 2564 .
  12. ^ เกวียนรูฟัส (มีนาคม 1967) บีสัน, โรเบิร์ต จี. (เอ็ด.). "ความสำเร็จจะทำลายไฮน์ริช เฮิรตซ์หรือไม่" (PDF) . เครื่องใช้ไฟฟ้าอิว Fawcett Publications, Inc. หน้า 98–99
  13. ^ เพลลัม เจอาร์ & กาลต์ เจเค (1946) การขยายพันธุ์ด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงในของเหลว: I. การประยุกต์ใช้เทคนิคพัลส์กับการวัดความเร็วและการดูดกลืนที่ 15 เมกะรอบ วารสารฟิสิกส์เคมี 14(10), 608-614
  14. ^ แอนสท์เทอร์ฮาร์ด ต (20 กุมภาพันธ์ 2000) "ขอบเขตสเปกตรัมที่โดดเด่น" . Mmk.e-technik.tu-muenchen.de. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 26 เมษายน 2555 . สืบค้นเมื่อ28 เมษายน 2555 .
  15. ^ "Black Hole Sound Waves - คณะกรรมการภารกิจวิทยาศาสตร์" . วิทยาศาสตร์.nasa.go.
  16. ^ การสั่นสะเทือนของอะตอมโดยทั่วไปจะเรียงลำดับจากสิบเทระเฮิรตซ์
  17. ^ "Black Hole Sound Waves - คณะกรรมการภารกิจวิทยาศาสตร์" . วิทยาศาสตร์.nasa.go.
  18. ^ Asaravala, Amit (30 มีนาคม 2004) "Good Riddance, กิกะเฮิรตซ์" อินเทอร์เน็ตแบบใช้สาย สืบค้นเมื่อ28 เมษายน 2555 .
  19. ^ Unicode Consortium (2019). "มาตรฐาน Unicode 12.0 - CJK ความเข้ากันได้❰ช่วง: 3300-33FF ❱" (PDF) Unicode.org . สืบค้นเมื่อ24 พฤษภาคม 2019 .

ลิงค์ภายนอก