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Hertz (Einheit)

Physikalische Einheit
Einheitenname Hertz
Einheitenzeichen H z {\displaystyle \mathrm {Hz} }
Physikalische Größe(n) Frequenz
Formelzeichen f , ν {\displaystyle f,\nu }
Dimension T 1 {\displaystyle {\mathsf {T^{-1}}}}
System Internationales Einheitensystem
In SI-Einheiten 1 H z = 1 1 s {\displaystyle \mathrm {1\,Hz=1\,{\frac {1}{s}}} }
Benannt nach Heinrich Hertz
Abgeleitet von Sekunde
Siehe auch: Umdrehungen pro Minute

Das Hertz (Einheitenzeichen: Hz) ist die SI-Einheit der Frequenz. Sie gibt die Anzahl sich wiederholender Vorgänge pro Sekunde in einem periodischen Signal an. Die Einheit wurde 1930 nach dem deutschen Physiker Heinrich Hertz benannt.

Inhaltsverzeichnis

Die Einheit wurde 1930 vom „technischen Komitee für elektrische und magnetische Größen und Einheiten“ der International Electrotechnical Commission vorgeschlagen und 1935 im Rahmen des „Giorgi-Einheitensystems“ bzw. MKS-Einheitensystems eingeführt, benannt nach Heinrich Hertz. Auf der 11. CGPM (Conférence Générale des Poids et Mesures) 1960 ging das MKS-Einheitensystem im SI-Einheitensystem auf. Seitdem ersetzt die Einheit Hertz die früher in englischsprachiger Literatur übliche Einheit cycles per second = cps oder c.p.s. bzw. c/s (Zyklen pro Sekunde).

Lichtblitze mit der Frequenz f = 0 , 5 Hz {\displaystyle f=0{,}5\,{\text{Hz}}} , f = 1 Hz {\displaystyle f=1\,{\text{Hz}}} und f = 2 Hz {\displaystyle f=2\,{\text{Hz}}} . x Hz bedeutet, dass das Licht x-mal pro Sekunde blinkt. Daneben ist die Periode angegeben, welche als Kehrwert der Frequenz definiert ist und die Zeitdauer zwischen zwei Lichtblitzen angibt (in Sekunden).

Trotz der Definition ist die Verwendung der Einheit nicht auf periodische Schwingungen beschränkt. Auch sich regelmäßig wiederholende Ereignisse, wie die Häufigkeit, mit der ein Computer Sicherungskopien von Dateien anlegt oder Steuerungsbefehle erteilt, lässt sich in der Einheit Hertz angeben (Taktfrequenz). Weiterhin wird sie für die Skalierung einer Koordinatenachse im Frequenzraum verwendet, beispielsweise bei einem Absorptionsspektrum oder einem Wellenpaket in der Quantenmechanik.

Die Einheit Hertz soll dagegen nicht für die Angabe von statistisch gemittelten Häufigkeiten zufälliger Prozesse oder für die Angabe einer Winkelgeschwindigkeit oder Kreisfrequenz verwendet werden. Auch wenn diese Größen die gleiche Dimension besitzen und sie daher alle in der Einheit 1/s angegeben werden können, dient der Gebrauch unterschiedlicher Einheiten dazu, die Unterschiede der Größen zu betonen. Für radioaktiven Zerfall (Aktivität) wird die Einheit Becquerel verwendet, die ebenfalls als 1/s definiert ist.

Die Einheit Hz wird häufig mit folgenden Präfixen verwendet:

Einheit Faktor Anmerkung
Kilohertz kHz 103 Hz tausend Zyklen pro Sekunde. Sehr hohe Töne liegen im Bereich einiger kHz bis 20 kHz.
Megahertz MHz 106 Hz eine Million Zyklen pro Sekunde. UKW-Rundfunksender senden elektromagnetische Wellen im Bereich um 100 MHz.
Gigahertz GHz 109 Hz eine Milliarde Zyklen pro Sekunde. Moderne Prozessoren haben eine Taktfrequenz im Bereich von GHz.
Terahertz THz 1012 Hz eine Billion Zyklen pro Sekunde. Sichtbare elektromagnetische Wellen (Licht) haben Frequenzen im Bereich von 400–790 THz. Siehe auch Terahertzstrahlung.
Petahertz PHz 1015 Hz eine Billiarde Zyklen pro Sekunde. Röntgenstrahlung liegt in diesem Bereich.
Exahertz EHz 1018 Hz eine Trillion Zyklen pro Sekunde. Gammastrahlung liegt in diesem Bereich.

Eine Auswahl verschiedener Phänomene unterschiedlicher Frequenzen befindet sich in der Liste Liste von Größenordnungen der Frequenz.

Drehzahl

In der Schwingungsmesstechnik wird die Drehzahl einer Maschine in Hertz angegeben, man spricht dann von Drehfrequenz. Davon abgesehen soll die Einheit Hertz nach DIN 1301 nicht für die Drehzahl verwendet werden. Stattdessen wird hier oft die Zahl der Umdrehungen pro Minute angegeben:

1 Hz = 60/min

Elektromagnetische Welle

Elektromagnetische Wellen breiten sich im freien Raum mit Lichtgeschwindigkeit aus. Eine Welle mit einer Frequenz von einem Megahertz (Radiowelle) hat zum Beispiel etwa die Wellenlänge von 300 Metern.

Bei elektromagnetischen Wellen mit Frequenzen im Gigahertz-Bereich ist die Wellenlänge kleiner, zum Beispiel: Wellenlänge im Mikrowellenherd etwa 12 cm, Wellenlänge beim heimischen Satellitenfernsehempfang etwa 2,5 cm.

Grünes Licht mit einer Wellenlänge von 555 nm hat eine Frequenz von 540 THz, was wiederum einer Energie von 2,2 eV (Elektronenvolt) entspricht.

Schallwelle

Kammerton a1, Hörbeispiel

Bei einer Flöte oder Pfeife schwingt Luft periodisch. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schallwelle liegt etwa bei 343 Metern pro Sekunde (Schallgeschwindigkeit bei 20 °C Lufttemperatur). Die hörbaren Tonfrequenzen liegen im Bereich von etwa 16 Hz bis 20 kHz und entsprechen Wellenlängen von einigen Metern bis zu wenigen Zentimetern. Der Kammerton a1 ist auf 440 Hz festgelegt.

Stehende Welle

Gegeben sei ein Seil, das an einem Ende befestigt und am anderen auf- und abwärts bewegt wird. Dieses Seil schwingt – mit etwas Geschick – als stehende Welle. Die Länge dieser Welle hängt von zwei Faktoren ab, der Geschwindigkeit der Wellenausbreitung auf dem Seil sowie der Frequenz, mit der das Seil am nicht befestigten Ende bewegt wird.

Frequenzspektrum

Eine Welle oder Schwingung beliebiger Form lässt sich als Überlagerung von Sinusfunktionen unterschiedlicher Frequenzen in einem Frequenzspektrum darstellen, bei der die Amplitude in Abhängigkeit von der Frequenz aufgetragen wird. Die Skalierung der Frequenzachse erfolgt dabei meist in Hertz.

Wiktionary: Hertz – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
  1. (PDF; 977 kB)
  2. Das Internationale Einheitensystem (SI). Deutsche Übersetzung der BIPM-Broschüre „Le Système international d’unités/The International System of Units (8e édition, 2006)“. In: PTB-Mitteilungen.Band117,Nr.2, 2007 ( [PDF;1,4MB]).

Hertz (Einheit)
hertz, einheit, einheit, frequenz, sprache, beobachten, bearbeiten, physikalische, einheiteinheitenname, hertzeinheitenzeichen, displaystyle, mathrm, physikalische, größe, frequenzformelzeichen, displaystyle, dimension, displaystyle, mathsf, system, internatio. Hertz Einheit SI Einheit der Frequenz Sprache Beobachten Bearbeiten Physikalische EinheitEinheitenname HertzEinheitenzeichen H z displaystyle mathrm Hz Physikalische Grosse n FrequenzFormelzeichen f n displaystyle f nu Dimension T 1 displaystyle mathsf T 1 System Internationales EinheitensystemIn SI Einheiten 1 H z 1 1 s displaystyle mathrm 1 Hz 1 frac 1 s Benannt nach Heinrich HertzAbgeleitet von SekundeSiehe auch Umdrehungen pro Minute Das Hertz Einheitenzeichen Hz ist die SI Einheit der Frequenz Sie gibt die Anzahl sich wiederholender Vorgange pro Sekunde in einem periodischen Signal an Die Einheit wurde 1930 nach dem deutschen Physiker Heinrich Hertz benannt Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Verwendung 3 Gebrauchliche dezimale Vielfache 4 Beispiele 4 1 Drehzahl 4 2 Elektromagnetische Welle 4 3 Schallwelle 4 4 Stehende Welle 4 5 Frequenzspektrum 5 Weblinks 6 EinzelnachweiseGeschichte BearbeitenDie Einheit wurde 1930 vom technischen Komitee fur elektrische und magnetische Grossen und Einheiten der International Electrotechnical Commission vorgeschlagen und 1935 im Rahmen des Giorgi Einheitensystems bzw MKS Einheitensystems eingefuhrt 1 2 benannt nach Heinrich Hertz Auf der 11 CGPM Conference Generale des Poids et Mesures 1960 ging das MKS Einheitensystem im SI Einheitensystem auf 3 Seitdem ersetzt die Einheit Hertz die fruher in englischsprachiger Literatur ubliche Einheit cycles per second cps oder c p s bzw c s Zyklen pro Sekunde Verwendung Bearbeiten Lichtblitze mit der Frequenz f 0 5 Hz displaystyle f 0 5 text Hz f 1 Hz displaystyle f 1 text Hz und f 2 Hz displaystyle f 2 text Hz x Hz bedeutet dass das Licht x mal pro Sekunde blinkt Daneben ist die Periode angegeben welche als Kehrwert der Frequenz definiert ist und die Zeitdauer zwischen zwei Lichtblitzen angibt in Sekunden Trotz der Definition ist die Verwendung der Einheit nicht auf periodische Schwingungen beschrankt Auch sich regelmassig wiederholende Ereignisse wie die Haufigkeit mit der ein Computer Sicherungskopien von Dateien anlegt oder Steuerungsbefehle erteilt lasst sich in der Einheit Hertz angeben Taktfrequenz Weiterhin wird sie fur die Skalierung einer Koordinatenachse im Frequenzraum verwendet beispielsweise bei einem Absorptionsspektrum oder einem Wellenpaket in der Quantenmechanik Die Einheit Hertz soll dagegen nicht fur die Angabe von statistisch gemittelten Haufigkeiten zufalliger Prozesse oder fur die Angabe einer Winkelgeschwindigkeit oder Kreisfrequenz verwendet werden Auch wenn diese Grossen die gleiche Dimension besitzen und sie daher alle in der Einheit 1 s angegeben werden konnen dient der Gebrauch unterschiedlicher Einheiten dazu die Unterschiede der Grossen zu betonen 4 Fur radioaktiven Zerfall Aktivitat wird die Einheit Becquerel verwendet die ebenfalls als 1 s definiert ist Gebrauchliche dezimale Vielfache BearbeitenDie Einheit Hz wird haufig mit folgenden Prafixen verwendet Einheit Faktor AnmerkungKilohertz kHz 103 Hz tausend Zyklen pro Sekunde Sehr hohe Tone liegen im Bereich einiger kHz bis 20 kHz Megahertz MHz 106 Hz eine Million Zyklen pro Sekunde UKW Rundfunksender senden elektromagnetische Wellen im Bereich um 100 MHz Gigahertz GHz 109 Hz eine Milliarde Zyklen pro Sekunde Moderne Prozessoren haben eine Taktfrequenz im Bereich von GHz Terahertz THz 1012 Hz eine Billion Zyklen pro Sekunde Sichtbare elektromagnetische Wellen Licht haben Frequenzen im Bereich von 400 790 THz Siehe auch Terahertzstrahlung Petahertz PHz 1015 Hz eine Billiarde Zyklen pro Sekunde Rontgenstrahlung liegt in diesem Bereich Exahertz EHz 1018 Hz eine Trillion Zyklen pro Sekunde Gammastrahlung liegt in diesem Bereich Beispiele BearbeitenEine Auswahl verschiedener Phanomene unterschiedlicher Frequenzen befindet sich in der Liste Liste von Grossenordnungen der Frequenz Drehzahl Bearbeiten In der Schwingungsmesstechnik wird die Drehzahl einer Maschine in Hertz angegeben man spricht dann von Drehfrequenz Davon abgesehen soll die Einheit Hertz nach DIN 1301 nicht fur die Drehzahl verwendet werden Stattdessen wird hier oft die Zahl der Umdrehungen pro Minute angegeben 1 Hz 60 minElektromagnetische Welle Bearbeiten Siehe auch Elektromagnetisches Spektrum Elektromagnetische Wellen breiten sich im freien Raum mit Lichtgeschwindigkeit aus Eine Welle mit einer Frequenz von einem Megahertz Radiowelle hat zum Beispiel etwa die Wellenlange von 300 Metern Bei elektromagnetischen Wellen mit Frequenzen im Gigahertz Bereich ist die Wellenlange kleiner zum Beispiel Wellenlange im Mikrowellenherd etwa 12 cm Wellenlange beim heimischen Satellitenfernsehempfang etwa 2 5 cm Grunes Licht mit einer Wellenlange von 555 nm hat eine Frequenz von 540 THz was wiederum einer Energie von 2 2 eV Elektronenvolt entspricht Schallwelle Bearbeiten Kammerton a1 Horbeispiel Bei einer Flote oder Pfeife schwingt Luft periodisch Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schallwelle liegt etwa bei 343 Metern pro Sekunde Schallgeschwindigkeit bei 20 C Lufttemperatur Die horbaren Tonfrequenzen liegen im Bereich von etwa 16 Hz bis 20 kHz und entsprechen Wellenlangen von einigen Metern bis zu wenigen Zentimetern Der Kammerton a1 ist auf 440 Hz festgelegt Stehende Welle Bearbeiten Gegeben sei ein Seil das an einem Ende befestigt und am anderen auf und abwarts bewegt wird Dieses Seil schwingt mit etwas Geschick als stehende Welle Die Lange dieser Welle hangt von zwei Faktoren ab der Geschwindigkeit der Wellenausbreitung auf dem Seil sowie der Frequenz mit der das Seil am nicht befestigten Ende bewegt wird Frequenzspektrum Bearbeiten Eine Welle oder Schwingung beliebiger Form lasst sich als Uberlagerung von Sinusfunktionen unterschiedlicher Frequenzen in einem Frequenzspektrum darstellen bei der die Amplitude in Abhangigkeit von der Frequenz aufgetragen wird Die Skalierung der Frequenzachse erfolgt dabei meist in Hertz Weblinks Bearbeiten Wiktionary Hertz Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme UbersetzungenEinzelnachweise Bearbeiten IEC History IEC History 1906 1956 geschrieben vom fruheren IEC Generalsekretar Louis Ruppert PDF 977 kB Historical context of the SI Das Internationale Einheitensystem SI Deutsche Ubersetzung der BIPM Broschure Le Systeme international d unites The International System of Units 8e edition 2006 In PTB Mitteilungen Band 117 Nr 2 2007 Online PDF 1 4 MB SI EinheitenSI Basiseinheiten Sekunde Meter Kilogramm Ampere Kelvin Mol CandelaAbgeleitete SI Einheiten mit besonderem Namen Radiant Steradiant Hertz Newton Pascal Joule Watt Coulomb Volt Farad Ohm Siemens Weber Tesla Henry Grad Celsius Lumen Lux Becquerel Gray Sievert KatalZum Gebrauch mit dem SI zugelassene Einheiten Minute Stunde Tag Astronomische Einheit Winkelgrad Winkelminute Winkelsekunde Hektar Liter Tonne Atomare Masseneinheit Elektronenvolt Neper Bel DezibelAbgerufen von https de wikipedia org w index php title Hertz Einheit amp oldid 207255280, wikipedia, wiki, deutsches

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