Hertz (Einheit)

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
In SI-Einheiten
Benannt nach	Heinrich Rudolf Hertz
Abgeleitet von	Sekunde
Siehe auch: rpm (für Drehzahlen), Winkelgeschwindigkeit

Hertz (Kurzzeichen Hz) ist die SI-Einheit für die Frequenz. Die Einheit wurde 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

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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 rpm (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

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.

Die Frequenz und damit ihre Wellenlänge λ ist abhängig von der Dichte des Mediums, in der sie erzeugt wird.

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 2 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 (Schallgeschwindigkeit) pro Sekunde. 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

• Radioaktive Zerfallsrate
  • Becquerel (Bq, ebenfalls 1/s)
  • Curie (Ci, 3,7·10¹⁰/s)
  • Rutherford (Rd, 10⁶/s)
• Elektromagnetisches Spektrum
• Frequenzband