Jednotky frekvence
Frekvence udává počet opakování periodického děje za jednotku času. Základní jednotkou frekvence v soustavě SI je hertz (Hz). Jednotky na této stránce: metrické (Hz) | otáčky a cyklické | úhlová frekvence | příbuzné veličiny.
Převodní tabulka frekvence
| Jednotka | Zkr. | Koeficient | Poznámka |
|---|---|---|---|
| hertz | Hz | 1 | Hertz je odvozená jednotka SI pro frekvenci. Jeden hertz odpovídá jednomu cyklu (kmitu, periodě) za sekundu. Jednotka je pojmenována po německém fyzikovi Heinrichu Hertzovi (1857–1894), který jako první experimentálně prokázal existenci elektromagnetických vln. Název hertz pro jednotku frekvence zavedla CGPM v roce 1960. |
| exahertz | EHz | 1E+18 | Frekvence gama záření. |
| petahertz | PHz | 1E+15 | Frekvence ultrafialového záření. |
| terahertz | THz | 1E+12 | Tzv. terahertzová mezera – oblast elektromagnetického spektra mezi mikrovlnami a infračerveným zářením. Využití např. v bezpečnostních skenerech. |
| gigahertz | GHz | 1E+9 | Taktovací frekvence moderních procesorů se uvádí v GHz. Frekvence Wi-Fi signálu: 2,4 GHz a 5 GHz. |
| megahertz | MHz | 1E+6 | Rozhlasové vysílání FM používá pásmo 87,5–108 MHz. |
| kilohertz | kHz | 1000 | Rozhlasové vysílání AM (středovlnné) používá pásmo 526,5–1606,5 kHz. Vzorkovací frekvence zvuku na CD je 44,1 kHz. |
| hektohertz | hHz | 100 | |
| dekahertz | daHz | 10 | |
| decihertz | dHz | 0,1 | |
| centihertz | cHz | 0,01 | |
| milihertz | mHz | 0,001 | Seismické vlny, slapové jevy. |
| mikrohertz | μHz | 1E-6 | |
| otáčky za minutu | rpm | 0,016 667 | Jednotka revolutions per minute se používá k vyjádření otáčivé frekvence – např. otáčky motoru, vřetena soustruhu nebo pevného disku. 1 rpm = 1/60 Hz. |
| otáčky za sekundu | rps | 1 | 1 rps = 1 Hz. Otáčky za sekundu se používají méně často než rpm; číselně odpovídají hertzu. |
| cykly za sekundu | c/s | 1 | Starší označení pro hertz, používané před rokem 1960. V německé literatuře se někdy vyskytoval název Schwingung pro Sekunde. |
| cykly za minutu | cpm | 0,016 667 | Číselně shodné s rpm. Používá se např. v lékařství (dechová frekvence, srdeční frekvence). |
| radián za sekundu | rad/s | 0,159 155 | Jednotka úhlové frekvence ω, nikoli běžné frekvence v hertzích. Vztah k frekvenci je ω = 2πf, tedy 1 rad/s = 1/(2π) Hz ≈ 0,159 155 Hz. Používá se v teoretické fyzice, mechanice a elektrotechnice. |
| stupeň za sekundu | °/s | 0,002 778 | Jednotka úhlové rychlosti. Číselný převod na Hz je možný jen při vztahu k jednomu plnému otočení (360°). |
| fresnel | f | 1E+12 | Historická jednotka frekvence = 1 THz. Pojmenována po francouzském fyzikovi Augustinu-Jeanu Fresnelovi (1788–1827), který přispěl k vlnové teorii světla. |
| kayser (vlnočet) | cm-1 | 29 979 245 800 | Kayser je jednotka vlnočtu, nikoli přímo frekvence. Převod je možný vztahem f = c · ν̃, kde c je rychlost světla. Pojmenován po Heinrichu Kayserovi. Používá se ve spektroskopii jako příbuzná veličina. |
- Koeficient
- Udává, kolikrát je daná jednotka větší nebo menší než základní jednotka uvedená v tabulce. Například 1E+9 u jednotky gigahertz znamená, že 1 GHz = 1 000 000 000 Hz.
Podrobná nápověda – další informace jak převádět jednotky pomocí tabulky převodních koeficientů.
Frekvence, perioda, úhlová frekvence a vlnová délka
Frekvence úzce souvisí s dalšími veličinami. Perioda T je čas jednoho cyklu: T = 1/f. Úhlová frekvence ω souvisí s frekvencí vztahem ω = 2πf. U elektromagnetického vlnění platí vztah mezi frekvencí a vlnovou délkou λ:
c = f · λ
kde c je rychlost světla ve vakuu (299 792 458 m/s). Vyšší frekvence tedy odpovídá kratší vlnové délce.
Frekvence v praxi
Několik příkladů frekvencí, se kterými se setkáváme v běžném životě i v technice:
| Jev nebo zařízení | Frekvence | Poznámka |
|---|---|---|
| Zemské slapové síly | ∼0,01 mHz | perioda ∼12,4 h |
| Lidský srdeční tep (klid) | ∼1–1,3 Hz | 60–80 tepů/min |
| Síťová frekvence (ČR, EU) | 50 Hz | USA, Japonsko: 60 Hz |
| Dolní hranice slyšitelnosti | ∼20 Hz | |
| Komorní A (ladička) | 440 Hz | tón a1 |
| Horní hranice slyšitelnosti | ∼20 kHz | s věkem klesá |
| Vzorkovací frekvence CD | 44,1 kHz | 16 bit, stereo |
| Rozhlasové vysílání FM | 87,5–108 MHz | VKV pásmo |
| Wi-Fi (802.11n/ac) | 2,4 / 5 GHz | |
| Procesor (moderní CPU) | ∼3–6 GHz | taktovací frekvence |
| Viditelné světlo | ∼400–790 THz | λ ∼ 380–750 nm |
Související
- Čas – perioda je převrácená hodnota frekvence
- Rychlost – rychlost šíření vlnění
- Rovinný úhel – úhlová frekvence v rad/s
- Konstanty – rychlost světla, Planckova konstanta
- Heinrich Hertz – životopis
- Kayser – jednotka vlnočtu