Hertz (Hz)
Hertz ist die SI-Einheit der Frequenz und bezeichnet die Anzahl der Wiederholungen eines periodischen Vorgangs pro Sekunde.
Benannt ist die Einheit nach dem deutschen Physiker Heinrich Hertz. Sie findet Anwendung in vielfältigen Bereichen wie Schwingungen, Wellen, elektromagnetischer Strahlung und elektronischen Systemen.
Zusammenhang zwischen Frequenz und Periodendauer
Die Frequenz f ist der Kehrwert der Periodendauer T eines vollständigen Zyklus:
f = 1 / T
Dabei gilt:
f: Frequenz in Hertz (Hz)
T: Zeitdauer eines Zyklus in Sekunden (s)
Zusammenhang mit Wellenlänge und Ausbreitungsgeschwindigkeit
In wellenbasierten Systemen (z. B. Schall oder elektromagnetische Wellen) ist die Frequenz mit der Wellenlänge λ und der Ausbreitungsgeschwindigkeit v verknüpft:
f = v / λ
Dabei gilt:
v: Wellengeschwindigkeit in m/s (z. B. Lichtgeschwindigkeit c bei EM-Wellen)
λ: Wellenlänge in Metern (m)
SI-Präfixe für Frequenzangaben
Frequenzen werden häufig mit SI-Vorsätzen angegeben, um große Zahlenwerte übersichtlich darzustellen:
1 kHz = 1.000 Hz (Kilohertz)
1 MHz = 1.000.000 Hz (Megahertz)
1 GHz = 1.000.000.000 Hz (Gigahertz)
1 THz = 1.000.000.000.000 Hz (Terahertz)
Anwendungsbeispiele
Stromnetze: 50 Hz in Europa/Asien, 60 Hz in Nordamerika
Audio: Menschliches Hörvermögen reicht von ca. 20 Hz bis 20.000 Hz
Sichtbares Licht: Frequenzen zwischen etwa 430 THz und 750 THz
Relevanz und Anwendungsbereiche
Die Einheit Hertz ist in zahlreichen technischen und wissenschaftlichen Disziplinen von zentraler Bedeutung:
Telekommunikation: Frequenzbereiche definieren AM/FM-Rundfunk, Mobilfunk, Satellitensysteme
Rechnertechnik: Taktfrequenz von Prozessoren in GHz
Akustik: Frequenzanalyse zur Klangwiedergabe und -abstimmung
Energietechnik: Netzfrequenz ist entscheidend für die Stabilität elektrischer Versorgungsnetze
Quantenphysik: Frequenzen von Atomübergängen bilden die Basis für hochpräzise Zeitmessung