Quelltext der Seite Hertz (Einheit)

{{Infobox Physikalische Einheit
| Name             = Hertz
| Einheitenzeichen = <math>\mathrm{Hz}</math>
| PhysGröße        = [[Frequenz]]
| Formelzeichen    = <math>f, \nu</math>
| Dimension        = <math>\mathsf{T^{-1} }</math>
| System           = SI
| SI               = <math>\mathrm{1 \, Hz = 1 \, \frac{1}{s}}</math>
| CGS              = 
| BenanntNach      = [[Heinrich Hertz]]
| AbgeleitetVon    = [[Sekunde]]
| SieheAuch        = [[Rpm (Einheit)|Umdrehungen pro Minute]]
}}
Das '''Hertz''' (mit dem [[Einheitenzeichen]] Hz) ist die abgeleitete [[Internationales Einheitensystem|SI-Einheit]] für die [[Frequenz]]. Sie gibt die Anzahl sich wiederholender Vorgänge pro [[Sekunde]] in einem [[Periodizität|periodischen Signal]] an. Die Einheit wurde 1930 nach dem deutschen [[Physiker]] [[Heinrich Hertz]] benannt.

== Geschichte ==
Die Einheit wurde 1930 vom „technischen Komitee für elektrische und magnetische Größen und Einheiten“ der [[International Electrotechnical Commission]] vorgeschlagen und 1935 im Rahmen des „[[Giovanni Giorgi (Physiker)|Giorgi]]-Einheitensystems“ bzw. [[MKS-Einheitensystem]]s eingeführt<ref>[http://www.iec.ch/about/history/overview/ IEC History]</ref><ref>[http://www.iec.ch/about/history/documents/pdf/IEC%20History%201906-1956.pdf IEC History: 1906–1956 geschrieben vom früheren IEC Generalsekretär Louis Ruppert] (PDF; 977&nbsp;kB)</ref>, benannt nach Heinrich Hertz. Auf der 11.&nbsp;[[Conférence Générale des Poids et Mesures|CGPM]] (Conférence Générale des Poids et Mesures) 1960 ging das MKS-Einheitensystem im [[SI-Einheitensystem]] auf.<ref>[http://physics.nist.gov/cuu/Units/history.html Historical context of the SI]</ref> 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).

== Verwendung ==
[[Datei:FrequencyAnimation.gif|mini|Lichtblitze mit der Frequenz <math>f = 0{,}5\,\text{Hz}</math>, <math>f = 1\,\text{Hz}</math> und <math>f = 2\,\text{Hz}</math>. ''x''&nbsp;Hz bedeutet, dass das Licht ''x''-mal pro Sekunde blinkt. Daneben ist die [[Periode (Physik)|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 [[Schwingung]]en 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 [[Skale|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 (Größensystem)|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.<ref> {{Literatur |Titel=Das Internationale Einheitensystem (SI) | TitelErg=Deutsche Übersetzung der BIPM-Broschüre „Le Système international d’unités/The International System of Units (8e édition, 2006)“ | Sammelwerk=PTB-Mitteilungen | Band=117 | Nummer=2 | Jahr=2007 |Übersetzer=Cécile Charvieux |Online=[https://www.ptb.de/cms/fileadmin/internet/Themenrundgaenge/ImWeltweitenNetzDerMetrologie/si.pdf Online] |Format=PDF |KBytes=1400}}</ref> Für radioaktiven Zerfall ([[Aktivität (Physik)|Aktivität]]) wird die Einheit [[Becquerel (Einheit)|Becquerel]] verwendet, die ebenfalls als 1/s definiert ist.

== Gebräuchliche dezimale Vielfache ==
Die Einheit Hz wird häufig mit folgenden [[Vorsätze für Maßeinheiten|Präfixen]] verwendet:

{| class="wikitable"
|-
! colspan="2" | Einheit !! Faktor !! Anmerkung
|-
|Kilohertz || kHz || style="text-align:right" | 10<sup>3</sup> Hz  ||tausend Zyklen pro Sekunde. Sehr hohe [[Ton (Musik)|Töne]] liegen im Bereich einiger kHz bis 20&nbsp;kHz.
|-
|Megahertz || MHz ||style="text-align:right" |10<sup>6</sup> Hz  ||eine Million Zyklen pro Sekunde. UKW-[[Rundfunksender]] senden elektromagnetische Wellen im Bereich um 100&nbsp;MHz.
|-
|Gigahertz || GHz ||style="text-align:right" |10<sup>9</sup> Hz  ||eine Milliarde Zyklen pro Sekunde. Moderne [[Prozessor]]en haben eine Taktfrequenz im Bereich von GHz.
|-
|Terahertz || THz ||style="text-align:right" |10<sup>12</sup> Hz || eine Billion Zyklen pro Sekunde. Sichtbare elektromagnetische Wellen ([[Licht]]) haben Frequenzen im Bereich von 400–790&nbsp;THz. Siehe auch [[Terahertzstrahlung]].
|-
|Petahertz || PHz ||style="text-align:right" |10<sup>15</sup> Hz || eine Billiarde Zyklen pro Sekunde. [[Röntgenstrahlung]] liegt in diesem Bereich.
|-
|Exahertz || EHz ||style="text-align:right" |10<sup>18</sup>&nbsp;Hz || eine Trillion Zyklen pro Sekunde. [[Gammastrahlung]] liegt in diesem Bereich.
|-
|}

== Beispiele ==
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 [[Internationales Einheitensystem#Schreibweise von Größen, Zahlenwerten und Einheiten|DIN 1301]] nicht für die Drehzahl verwendet werden. Stattdessen wird hier oft die Zahl der [[Rpm (Einheit)|Umdrehungen pro Minute]] angegeben:
: 1&nbsp;Hz = 60/min <!--Zur Schreibweise siehe unter Drehzahl-->

=== Elektromagnetische Welle ===
{{Siehe auch|Elektromagnetisches Spektrum}}
[[Elektromagnetische Welle]]n 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&nbsp;cm, Wellenlänge beim heimischen Satellitenfernsehempfang etwa 2,5&nbsp;cm.

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

=== Schallwelle ===
[[Datei:A440.png|mini|Kammerton a<sup>1</sup>, [[:Datei:A440.mid|Hörbeispiel]]]]
Bei einer Flöte oder Pfeife schwingt Luft periodisch. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der [[Schall]]welle liegt etwa bei 343 Metern pro Sekunde ([[Schallgeschwindigkeit]] bei 20&nbsp;°C Lufttemperatur). Die hörbaren Tonfrequenzen liegen im Bereich von etwa 16&nbsp;Hz bis 20&nbsp;kHz und entsprechen Wellenlängen von einigen Metern bis zu wenigen [[Zentimeter]]n. Der [[Kammerton]] a<sup>1</sup> ist auf 440&nbsp;Hz festgelegt.

=== Stehende Welle ===
Gegeben sei ein Seil, das an einem Ende befestigt und am anderen auf- und abwärts bewegt wird. Dieses Seil schwingt –&nbsp;mit etwas Geschick&nbsp;– als [[stehende Welle]]. Die [[Länge (Physik)|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 [[Sinus und Kosinus|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.

== Siehe auch ==
* {{WikipediaDE|Hertz (Einheit)]]

== Weblinks ==
{{Wiktionary|Hertz}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Navigationsleiste SI-Einheiten}}

[[Kategorie:Frequenzeinheit]]
[[Kategorie:SI-Einheit]]

{{Wikipedia}}