Hertz (Einheit)

 

Geschichte

Das Hertz (mit dem Einheitenzeichen Hz) ist die abgeleitete SI-Einheit für die 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.

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).

 

Physikalische Einheit
Einheitenname	Hertz
Einheitszeichen	Hz
Physikalische Größe(n)	Frequenz
Formelzeichen
Dimension
System	Internationales Einheitssystem
In SI-Einheiten
Benannt nach	Heinrich Hertz
Abgeleitet von	Sekunde

 

 

Verwendung

 

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. Eine Frequenz lässt sich durch Multiplikation mit dem Faktor 2 π 2 π {\displaystyle 2\pi } in eine Kreisfrequenz umrechnen.

 

Gebräuchliche dezimale Vielfache

 

Die Einheit Hz wird häufig mit folgenden Präfixen verwendet:
Bezeichnung	Einheit	Faktor	Vielfaches	Anmerkung
Kilohertz	Khz	10³	1000 Hz	1000 H z {\displaystyle 1000\,\mathrm {Hz} } tausend Zyklen pro Sekunde. Sehr hohe Töne liegen im Bereich einiger kHz bis 20 kHz.
Megahertz	MHz	10⁶	1000 kHz	eine Million Zyklen pro Sekunde. UKW-Rundfunksender senden elektromagnetische Wellen im Bereich um 100 MHz.
Gigahertz	GHz	10⁹	1000 MHz	eine Milliarde Zyklen pro Sekunde. Moderne Prozessoren haben eine Taktfrequenz im Bereich von GHz.
Terahertz	THz	1012	1000 GHz	eine Billion Zyklen pro Sekunde. Sichtbare elektromagnetische Wellen (Licht) haben Frequenzen im Bereich von 500 THz. Siehe auch Terahertzstrahlung.
Petahertz	PHz	1015	1000 THz	eine Billiarde Zyklen pro Sekunde. Röntgenstrahlung liegt in diesem Bereich.
Exahertz	EHz	1018	1000 PHz	eine Trillion Zyklen pro Sekunde. Gammastrahlung liegt in diesem Bereich.

 

Dies ist eine Zusammenstellung von Frequenzen verschiedener Größenordnungen zu Vergleichszwecken. Die Angaben sind oft als „typische Werte“ zu verstehen; die umgerechneten Werte sind gerundet.

Grundeinheit der Frequenz im internationalen Einheitensystem ist 1 Hertz (Einheitenzeichen Hz), das Formelzeichen ${\displaystyle \textstyle f}$.

 

Inhaltsverzeichnis
1.	Frequenzen unter 1 Hz
2.	1 Hz bis 10 Hz
3.	10 Hz bis 100 kHz
4.	100 Hz bis 1000 Hz
5.	1 kHz bis 10 kHz
6.	10 KHz bis 100 KHz
7.	100 kHz bis 1000 kHz (1 MHz)
8.	1 MHz bis 10 MHz
9.	10 MHz bis 100 MHz
10.	100 MHz bis 1000 MHz(1 GHz)
11.	1 GHz bis 10 GHz
12.	10 GHz bis 100 GHz
13.	100 GHz bis 1000 GHz (1 THz)
14.	1 THz bis 10 THz
15.	10 THz bis 100 THz
16.	Frequenzen größer als 100 THz

 

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.

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.

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