الهرتز هي واحدة قياس التردد، الذي يساوي عدد الدورات في الثانية، حيث أنه بإمكانك التعبير عن تردد أية ظاهرة لها اختلافات متغيرة بشكل منتظم عن طريق الهرتز، ويستخدم مصطلح الهرتز بشكل متكرر عند الحديث عن التيار الكهربائي المتناوب والأمواج الكهرومغناطيسية كالضوء والرادار وغيرها، وهي عبارة عن جزء من نظام دولي يستند على النظام المتري للوحدات.

اقتراح مصطلح هرتز في بداية العشرينيات من القرن العشرين وذلك كتكريم للعالم الفيزيائي الألماني هاينريش هرتز، وتم اعتماد الواحدة في شهر أكتوبر من عام 1933 من قبل اللجنة الكهربائية التقنية وتستخدم على نطاق واسع في أيامنا هذه كبديل عن عبارة “عدد الدورات في الثانية”. والعالم هاينريش هيرتز هو فيزيائي ألماني شهير عاش في الفترة بين عامي (1857-1994) ويعود له الفضل في إثبات وجود إشعاع كهرومغناطيسي، وقد أكدت دراسته النظريات التي وضعها كلارك ماكسويل والتي تمت صياغتها من خلال أربعة معادلات شهيرة أكدت أن الضوء والحرارة هما عبارة عن ظاهرتان كهرومغناطيسيتان.

كما أن هيرتز كان من أوائل الباحثين الذين أكدوا على وجود تأثير كهروضوئي، وأول من اكتشف أمواج الراديو، ولم يكن هيرتز يظن حين اكتشافه هذه الأمواج أنه سيكون لاكتشافاته هذه الأثر البالغ في عصرنا الراهن، وأنه سوف يستحق التكريم الذي ناله بعد تسمية واحدة التردد باسمه “هيرتز”.

من أهم التطبيقات لوحدة الهرتز هو حين النظر في دوران جسم ما حول عمود مركزي، حيث يتم قياس السرعة الزاوية بواحدة الراديان في الثانية والتي يمكن تحويلها بشكل مباشر إلى هرتز عن طريق الضرب في العامل 2، أيضًا عند قياس المسافة بين زوج من الأمواج في البحر ولتفترض أنها 25 قدم، فإنك تحدد الوقت الذي تحتاجه الموجة لتمرير زوج من النقاط المرجعية وتحسب أنها تتحرك ما يقارب الـ 15 ميلًا في الساعة، حينها فهل يمكنك حساب تردد الموجة بالهيرتز، طبعًا الإجابة هي نعم ولكن في البداية يجب عليك تحويل كافة الفترات الزمنية الموجودة إلى ثواني، والمسافات جميعها يجب أن تكون بنفس الواحدة وبالتالي تكون واحدة سرعة الموجة هي بالقدم \الثانية، وبالتالي نحسب التردد من خلال تقسيم سرعة الموجة على المسافة بين الموجتين، عند حساب تردد الأمواج الكهرومغناطيسية والنبضات الكهربائية بإمكانك إتباع نفس القوانين ولكن تكون الأطوال للأمواج أقصر بكثير، كما أن السرعات تكون أكبر وبالنتيجة فإن قيم الترددات تكون أعلى بكثير.

يستخدم مصطلح هيرتز في الكهرباء عند الحديث عن انتقال الأمواج الكهرومغناطيسية والتي تعتبر مماثلة للضوء والأمواج اللاسلكية. والعامل المشترك بين هذه الظواهر جميعها أنها تعبر عن تذبذب نوعي وتستخدم واحدة الهيرتز لتحديد سرعة هذه التذبذبات في الثانية؛ حيث يعبر الهيرتز عن دورة واحدة في الثانية.

بالنسبة للتيار الكهربائي في المنازل فهو تيار كهربائي متناوب يعبر عنه بالهيرتز ولا يكون نفسه في جميع دول العالم، ففي أمريكا الشمالية يعبر عن تردد التيار بـ 60 هيرتز وهذا الرقم يعود إلى العالم نيكولا تيسلا والذي صمم أول محطة للطاقة الكهربائية في شلالات نياجرا، وقد اكتشف تيسلا أن 60 هيرتز هو التردد الأكثر كفاءة لتوزيع الطاقة الكهربائية على طول الخطوط الكهربائية.

أما في دول أوروبا وبعض دول آسيا فإن تردد التيار المتناوب هو 50 هيرتز ما يخفض من كفاءة نقل الكهرباء بنسبة تصل إلى 20%.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو الهرتز كوحدة قياس في الفيزياء؟"؟