Gigahertz


Gigahertz
Einheit
Norm SI-Einheitensystem
Einheitenname Hertz
Einheitenzeichen Hz
Beschriebene Größe(n) Frequenz, Periodenfrequenz
Kreisfrequenz, Winkelfrequenz
Umdrehungsfrequenz, Drehzahl
Größensymbol(e) f,ν;ω;n,frot
Dimensionsname Frequenz
Dimensionssymbol \mathsf{f}
In SI-Einheiten 1\,\mathrm{Hz} = 1\,\mathrm{s}^{-1}
Benannt nach Heinrich Rudolf Hertz
Abgeleitet von Sekunde
Siehe auch: rpm (für Drehzahlen), Winkelgeschwindigkeit

Hertz (Abkürzung: Hz) ist die SI-Einheit für die Frequenz.

Inhaltsverzeichnis

Details

Die Einheit wurde 1935 nach dem deutschen Physiker Heinrich Rudolf Hertz benannt. Die Maßeinheit Hertz gibt die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde an, allgemeiner auch die Anzahl von beliebigen sich wiederholenden Vorgängen pro Sekunde. Dabei ist die Maßeinheit Hertz auf regelmäßig wiederkehrende Vorgänge – normalerweise Schwingungen – beschränkt (für die Winkelgeschwindigkeit, die als Einheit auch s-1 hat, ist Hz nicht zu verwenden); für sich unregelmäßig wiederholende Vorgänge führt man eigene Einheiten ein (wie beispielsweise beim Becquerel, bei dem es um statistisch schwankende radioaktive Zerfallsereignisse geht, für die man nur eine Durchschnittsrate angeben kann).

1 Hz = 1 s-1 = 1/s

In der Schwingungsmesstechnik wird die Drehzahl einer Maschine in Hertz angegeben, man spricht dann von Drehfrequenz, technisch aber meist auf Umdrehungen in der Minute bezogen:

1 Hz = 60 1/min (die Angabe U/min ist nicht normgerecht)

Häufig verwendete größere Einheiten sind

  • das Kilohertz, kHz, tausend Schwingungen/Vorgänge pro Sekunde
  • das Megahertz, MHz, eine Million Schwingungen/Vorgänge pro Sekunde
  • das Gigahertz, GHz, eine Milliarde Schwingungen/Vorgänge pro Sekunde
  • das Terahertz, THz, eine Billion Schwingungen/Vorgänge pro Sekunde
SI-Präfixe
Name Yotta Zetta Exa Peta Tera Giga Mega Kilo Hekto Deka
Symbol Y Z E P T G M k h da
Faktor 1024 1021 1018 1015 1012 109 106 103 102 101
Name Yokto Zepto Atto Femto Piko Nano Mikro Milli Zenti Dezi
Symbol y z a f p n µ m c d
Faktor 10−24 10−21 10−18 10−15 10−12 10−9 10−6 10−3 10−2 10−1

Die Maßeinheit „Hertz“ wurde 1960 von der CGPM (Conférence Générale des Poids et Mesures) von englischsprachigen Ländern übernommen und ersetzte den dort üblichen Namen für diese Einheit cycles per second = cps (Zyklen pro Sekunde). Darum findet man in älterer englischsprachiger Literatur statt Hertz Angaben in cps oder c/sec.

Beispiele

Gegeben sei ein Seil, das an einer Seite festgemacht ist. Dieses Seil schwingt – mit etwas Geschick – als stehende Welle. Die Länge dieser Welle hängt von zwei Faktoren ab, der Geschwindigkeit der Wellenausbreitung, sowie der Frequenz, mit der das Seil bewegt wird.

Bei einer Flöte oder Pfeife schwingt nun Luft. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist hier deutlich höher und liegt etwa bei 330 Meter pro Sekunde (Schallgeschwindigkeit). Hier gibt es bei hörbaren Tonfrequenzen Wellenlängen von wenigen Zentimetern bis zu einigen Metern.

Elektromagnetische Wellen breiten sich im freien Raum mit Lichtgeschwindigkeit aus. Beispielsweise hat dort eine Welle, mit einer Frequenz von einem Megahertz etwa die Wellenlänge von 300 Metern.

Bei Frequenzen im Gigahertz-Bereich ist die Wellenlänge λ viel kleiner, zum Beispiel: Wellenlänge im Mikrowellenherd ca. 12 cm, Wellenlänge beim heimischen Satellitenfernsehempfang ca. 2,5 cm.

Eselsbrücke

Das Herz eines Erwachsenen schlägt in Ruhephasen zwischen 50 und 80 mal pro Minute. Also mit einer Frequenz von ungefähr 1 Hz.

Außerdem gilt für die Umrechnung der Wellenlänge in die Frequenz: Gelbes Licht von etwa 600 nm entspricht einer Frequenz von 500 THz, was wiederum einer Energie von 2,5 eV (Elektronenvolt) entspricht.

Siehe auch

Weblinks


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