Hertz (Einheit)


Hertz (Einheit)

Einheit
Norm SI-Einheit
Einheitenname Hertz
Einheitenzeichen $ \mathrm{Hz} $
Beschriebene Größe(n) Frequenz, Periodenfrequenz
Größensymbol(e) $ f, \nu $
Dimensionssymbol $ \mathsf{T^{-1}} $
In SI-Einheiten $ 1\,\mathrm{Hz} = 1\,\mathrm{s}^{-1} $
Benannt nach Heinrich Rudolf Hertz
Abgeleitet von Sekunde
Siehe auch: rpm (für Drehzahlen), Winkelgeschwindigkeit

Das Hertz (mit dem Einheitenzeichen Hz) ist die abgeleitete SI-Einheit für die Frequenz. Sie gibt die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde an, allgemeiner auch die Anzahl von sich wiederholenden Vorgängen pro Sekunde.

Details

Die Einheit wurde 1935 nach dem deutschen Physiker Heinrich Rudolf Hertz benannt. Sie ist auf regelmäßig wiederkehrende Vorgänge – insbesondere Schwingungen – beschränkt. Die Schwingungsform ist dagegen nicht beschränkt, auch Frequenzen nicht sinusförmiger Schwingungen werden in Hertz angegeben.

Für die Winkelgeschwindigkeit, die auch in der Einheit s−1 angegeben wird (normgerecht wäre die Einheit rad/s), wird Hz nicht verwendet. Dasselbe gilt für die Drehzahl oder Umdrehungsfrequenz (DIN 1301-2). 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. Sonst wird bei Drehzahlen meist die Zahl der Umdrehungen pro Minute angegeben, also nicht in Hz sondern in der Einheit U/min.

Anmerkung: Eine Anzahl (hier die Umdrehungen) hat die Einheit 1. Gleichwohl ist es zur Verdeutlichung zuweilen angeraten, die Anzahl als Hilfsmaßeinheit in der Einheit mit anzugeben.

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

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 einem Ende 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 Luft. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist hier deutlich höher und liegt etwa bei 343 Metern pro Sekunde (Schallgeschwindigkeit bei 20 °C Lufttemperatur). 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.

Grünes Licht mit einer Wellenlänge von etwa 500 nm hat eine Frequenz von 605 THz, was wiederum einer Energie von 2,5 eV (Elektronenvolt) entspricht.

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

Siehe auch

Weblinks

Wiktionary Wiktionary: Hertz – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen