Heinrich Hertz

Heinrich Hertz – ein würdiger Namensgeber für die Frequenz-Einheit

Beschäftigt man sich so wie wir mit Audiotechnik und Lautsprechern im Speziellen so kommt man an der physikalischen Einheit für Frequenzen – Hertz (Hz) – nicht vorbei. Die Frequenz-Einheit taucht spätestens überall dort auf, wo Lautsprecher aus technischer Sicht beschrieben werden. Sehen kann man Frequenzen zwar nicht, dafür aber umso besser hören. Grund genug, diese Einheit und ihren Namensgeber Heinrich Hertz aus akustischer Sicht mal etwas näher zu betrachten:

Die Frequenz-Einheit einfach erklärt

Heinrich Hertz
Heinrich Hertz

Bei einem Lautsprecherkauf spielen zwar viele Faktoren wie Design und Leistung des Gerätes eine Rolle, aber dem eigentlichen Zweck des Produktes – nämlich dem der bestmöglichen Klangwiedergabe sollte natürlich das Hauptaugenmerk gelten. Die Klangwiedergabe beginnt bei Lautsprechern in der Erzeugung von Schall durch deren Membranbewegungen und spiegelt sich in der auditiven Wahrnehmung des Schalls durch die Ohren wieder. Womit nun auch die Frequenzen ins Spiel kommen, denn Schall ist physikalisch gesehen eine sich als Welle ausbreitende Bewegung eines Mediums. Bei Schallwellen ist das Medium in der Regel die umgebende Luft, die Welle wird dabei durch das Vor- und Zurückbewegen einer Membran ausgelöst. Unterschiedliche Töne erzeugen dabei Wellen in einem wiederkehrenden Muster. Vereinfacht gesagt kann man davon ausgehen, dass je öfter eine so erzeugte Welle pro Sekunde das Ohr erreicht desto höher ist der wahrnehmbare Ton. Die physikalische Einheit um die Frequenzen und damit bei Schallwellen die Tonhöhe zu definieren ist Hertz. Ein Hertz oder abgekürzt Hz entspricht also einer solchen Welle pro Sekunde. Bei der Akustik spielen natürlich noch andere Faktoren wie die Amplitude (für die Lautstärke) und die Form der Schallwelle (Klangfarbe) eine wesentliche Rolle . Diese werden wir zu einem späteren Zeitpunkt näher beschreiben.

Die Formel zur Berechnung der Frequenz

Das Formelzeichen (nicht zu verwechseln mit der oben beschriebenen Einheit) ist das kleine f. Um die Formel zu verstehen ist es wichtig zu wissen, was eine Periodendauer ist: Eine Frequenz kann auf einer Art waagerechtem Zeitstrahl (x-Achse) dargestellt werden, wobei ein “Welle” beschrieben wird, die sich entlang dieser Achse bewegt – immer pendelt über und unter diesem Zeitstrahl. Diese “Welle” beginnt auf der Achse, geht dann nach rechts oben und in einem Bogen wieder auf die Achse zu. Berührt diese Welle die Achse wieder geht sie nach rechts unten und in einem Bogen wieder nach oben auf die Achse zu. Damit ist eine Periode abgeschlossen.

Periodendauer einer Frequenz
1 Periode grafisch dargestellt

Je kürzer eine dieser Perioden dauert, desto höher ist die Frequenz. Das wird mit der folgenden Formel für die Frequenz ausgedrückt:

Formel der Frequenz

Wie wird die Frequenz gemessen?

Zur Ermittlung von Frequenzen kommen je nach Einsatzgebiet verschiedene Typen von Frequenzmessern zum Einsatz, diese wären bspw.:

  • Digitale Frequenzzähler
  • Zeigerfrequenzmesser
  • Zungenfrequenzmesser
  • Wellenmesser
  • Dipmeter
  • Absorptionsfrequenzmesser

Details zu den Frequenzmessertypen finden sie unter http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzmesser

Das Leben des Heinrich Hertz

Der auch zeitweise in Berlin tätige Heinrich Hertz stand bei dem experimentellen Nachweis von elektromagnetischen Wellen vor der Aufgabe mit der Technik und dem Wissen des späten 19. Jahrhunderts etwas Unsichtbares – wie es auch Schallwellen sind – überprüfbar zu machen. Hertz schaffte dies und schuf mit dem gelungenen Nachweis eine Grundlage für das spätere Kommunikationszeitalter, in welchem wir uns auch heute noch befinden.
Obwohl die Entwicklung zur elektromagnetischen Feldtheorie nur theoretischer Natur war, konnte er mit Experimenten die Maxwell’sche elektromagnetische Theorie des Lichts belegen.

Im Januar 1894 starb Heinrich Hertz im Alter von nur 36 Jahren und wurde in Hamburg-Ohlsdorf bestattet. Mit der Namensgebung für die Einheit Hertz bleibt er jedoch unsterblich, weil unter anderem der Hamburger Fernsehturm, diverse Straßen, ein Berliner Institut (zur Fraunhofer-Gesellschaft gehörend) oder auch Schulen nach ihm benannt wurden. Die Einheit Hertz ist seit dem Jahr 1933 die international festgehaltene Einheit für Schwingungen.

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Teufel Blog Redaktion

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