Konverter Frekuensi
Frekuensi — Saka Lempeng Tektonik nganti Sinar Gamma
Sinau unit frekuensi ing fisika, teknik, lan teknologi. Saka nanohertz nganti exahertz, mangerteni osilasi, gelombang, rotasi, lan apa tegese angka saka audio nganti sinar-X.
Dasar-dasar Frekuensi
Apa iku Frekuensi?
Frekuensi ngetung pira siklus sing kedadeyan saben detik. Kaya ombak sing nabrak pantai utawa detak jantungmu. Diukur nganggo hertz (Hz). f = 1/T ing ngendi T iku periode. Hz sing luwih dhuwur = osilasi sing luwih cepet.
- 1 Hz = 1 siklus saben detik
- Frekuensi = 1 / periode (f = 1/T)
- Frekuensi sing luwih dhuwur = periode sing luwih cendhak
- Dasar kanggo gelombang, osilasi, rotasi
Frekuensi vs Periode
Frekuensi lan periode iku kuwalikan. f = 1/T, T = 1/f. Frekuensi dhuwur = periode cendhak. 1 kHz = periode 0,001 s. AC 60 Hz = periode 16,7 ms. Hubungan kuwalik!
- Periode T = wektu saben siklus (detik)
- Frekuensi f = siklus saben wektu (Hz)
- f × T = 1 (mesthi)
- 60 Hz → T = 16,7 ms
Hubungan Dawa Gelombang
Kanggo gelombang: λ = c/f (dawa gelombang = kacepetan/frekuensi). Cahya: c = 299.792.458 m/s. 100 MHz = dawa gelombang 3 m. Frekuensi sing luwih dhuwur = dawa gelombang sing luwih cendhak. Hubungan kuwalik.
- λ = c / f (persamaan gelombang)
- Cahya: c = 299.792.458 m/s pas
- Radio: λ ing meter nganti km
- Cahya: λ ing nanometer
- Frekuensi = siklus saben detik (Hz)
- f = 1/T (frekuensi = 1/periode)
- λ = c/f (dawa gelombang saka frekuensi)
- Frekuensi sing luwih dhuwur = periode & dawa gelombang sing luwih cendhak
Panjelasan Sistem Unit
Unit SI - Hertz
Hz iku unit SI (siklus/detik). Dijenengi miturut Heinrich Hertz. Awalan saka nano nganti exa: nHz nganti EHz. 27 urutan gedhene! Universal kanggo kabeh osilasi.
- 1 Hz = 1 siklus/detik
- kHz (10³), MHz (10⁶), GHz (10⁹)
- THz (10¹²), PHz (10¹⁵), EHz (10¹⁸)
- nHz, µHz, mHz kanggo fenomena alon
Sudut & Rotasi
Frekuensi sudut ω = 2πf (radian/detik). RPM kanggo rotasi (puteran/menit). 60 RPM = 1 Hz. Derajat/wektu kanggo astronomi. Perspektif beda, konsep padha.
- ω = 2πf (frekuensi sudut)
- RPM: puteran saben menit
- 60 RPM = 1 Hz = 1 RPS
- °/s kanggo rotasi alon
Unit Dawa Gelombang
Insinyur radio nggunakake dawa gelombang. f = c/λ. 300 MHz = dawa gelombang 1 m. Inframerah: mikrometer. Katon: nanometer. Sinar-X: angstrom. Frekuensi utawa dawa gelombang—rong sisi saka koin sing padha!
- Radio: meter nganti km
- Gelombang mikro: cm nganti mm
- Inframerah: µm (mikrometer)
- Katon/UV: nm (nanometer)
Fisika Frekuensi
Rumus-rumus Kunci
f = 1/T (frekuensi saka periode). ω = 2πf (frekuensi sudut). λ = c/f (dawa gelombang). Telung hubungan dhasar. Ngerti salah siji kuantitas, temokake liyane.
- f = 1/T (periode T ing detik)
- ω = 2πf (ω ing rad/s)
- λ = c/f (c = kacepetan gelombang)
- Energi: E = hf (hukum Planck)
Sifat-sifat Gelombang
Kabeh gelombang nuruti v = fλ (kacepetan = frekuensi × dawa gelombang). Cahya: c = fλ. Swara: 343 m/s = fλ. f luwih dhuwur → λ luwih cendhak kanggo kacepetan sing padha. Persamaan gelombang dhasar.
- v = f × λ (persamaan gelombang)
- Cahya: c = 3×10⁸ m/s
- Swara: 343 m/s (udara, 20°C)
- Gelombang banyu, gelombang seismik—hukum sing padha
Hubungan Kuantum
Energi foton: E = hf (konstanta Planck h = 6,626×10⁻³⁴ J·s). Frekuensi luwih dhuwur = energi luwih akeh. Sinar-X luwih energik tinimbang gelombang radio. Werna = frekuensi ing spektrum katon.
- E = hf (energi foton)
- h = 6,626×10⁻³⁴ J·s
- Sinar-X: f dhuwur, E dhuwur
- Radio: f cendhak, E cendhak
Tolok Ukur Frekuensi
| Fenomena | Frekuensi | Dawa Gelombang | Cathetan |
|---|---|---|---|
| Lempeng tektonik | ~1 nHz | — | Skala wektu geologis |
| Detak jantung manungsa | 1-1,7 Hz | — | 60-100 BPM |
| Listrik utama (AS) | 60 Hz | — | Listrik AC |
| Listrik utama (Eropa) | 50 Hz | — | Listrik AC |
| Nada bass (musik) | 80 Hz | 4,3 m | Senar E cendhak |
| C tengah (piano) | 262 Hz | 1,3 m | Nada musik |
| A4 (penyetelan) | 440 Hz | 0,78 m | Nada standar |
| Radio AM | 1 MHz | 300 m | Gelombang menengah |
| Radio FM | 100 MHz | 3 m | Pita VHF |
| WiFi 2,4 GHz | 2,4 GHz | 12,5 cm | 2,4-2,5 GHz |
| Oven microwave | 2,45 GHz | 12,2 cm | Manasake banyu |
| 5G mmWave | 28 GHz | 10,7 mm | Kacepetan dhuwur |
| Inframerah (termal) | 10 THz | 30 µm | Radiasi panas |
| Cahya abang | 430 THz | 700 nm | Spektrum katon |
| Cahya ijo | 540 THz | 555 nm | Puncak pandelengan manungsa |
| Cahya ungu | 750 THz | 400 nm | Tepi katon |
| UV-C | 900 THz | 333 nm | Germisida |
| Sinar-X (lunak) | 3 EHz | 10 nm | Pencitraan medis |
| Sinar-X (keras) | 30 EHz | 1 nm | Energi dhuwur |
| Sinar gamma | >100 EHz | <0,01 nm | Nuklir |
Frekuensi Umum
| Aplikasi | Frekuensi | Periode | λ (yen gelombang) |
|---|---|---|---|
| Detak jantung manungsa | 1 Hz | 1 s | — |
| Bass jero | 20 Hz | 50 ms | 17 m |
| Listrik utama (AS) | 60 Hz | 16,7 ms | — |
| C tengah | 262 Hz | 3,8 ms | 1,3 m |
| Treble dhuwur | 20 kHz | 50 µs | 17 mm |
| Ultrasound | 2 MHz | 0,5 µs | 0,75 mm |
| Radio AM | 1 MHz | 1 µs | 300 m |
| Radio FM | 100 MHz | 10 ns | 3 m |
| Jam CPU | 3 GHz | 0,33 ns | 10 cm |
| Cahya katon | 540 THz | 1,85 fs | 555 nm |
Aplikasi ing Donya Nyata
Radio & Komunikasi
Radio AM: 530-1700 kHz. FM: 88-108 MHz. TV: 54-700 MHz. WiFi: 2,4/5 GHz. 5G: 24-100 GHz. Saben pita dioptimalake kanggo jangkauan, lebar pita, penetrasi.
- AM: 530-1700 kHz (jangkauan adoh)
- FM: 88-108 MHz (kualitas dhuwur)
- WiFi: 2,4, 5 GHz
- 5G: 24-100 GHz (kacepetan dhuwur)
Cahya & Optik
Katon: 430-750 THz (abang nganti ungu). Inframerah: <430 THz (termal, serat optik). UV: >750 THz. Sinar-X: rentang EHz. Frekuensi beda = sifat, aplikasi beda.
- Abang: ~430 THz (700 nm)
- Ijo: ~540 THz (555 nm)
- Ungu: ~750 THz (400 nm)
- Inframerah: termal, serat (1,55 µm)
Audio & Digital
Pangrungu manungsa: 20-20.000 Hz. Nada A4 musik: 440 Hz. Sampling audio: 44,1 kHz (CD), 48 kHz (video). Video: 24-120 fps. Detak jantung: 60-100 BPM = 1-1,67 Hz.
- Audio: 20 Hz - 20 kHz
- Nada A4: 440 Hz
- Audio CD: sampling 44,1 kHz
- Video: 24-120 fps
Matematika Cepet
Awalan SI
Saben awalan = ×1000. kHz → MHz ÷1000. MHz → kHz ×1000. Cepet: 5 MHz = 5000 kHz.
- kHz × 1000 = Hz
- MHz ÷ 1000 = kHz
- GHz × 1000 = MHz
- Saben langkah: ×1000 utawa ÷1000
Periode ↔ Frekuensi
f = 1/T, T = 1/f. Kuwalikan. 1 kHz → T = 1 ms. 60 Hz → T = 16,7 ms. Hubungan kuwalik!
- f = 1/T (Hz = 1/detik)
- T = 1/f (detik = 1/Hz)
- 1 kHz → periode 1 ms
- 60 Hz → 16,7 ms
Dawa Gelombang
λ = c/f. Cahya: c = 3×10⁸ m/s. 100 MHz → λ = 3 m. 1 GHz → 30 cm. Matematika mental cepet!
- λ = 300/f(MHz) ing meter
- 100 MHz = 3 m
- 1 GHz = 30 cm
- 10 GHz = 3 cm
Cara Konversi Bekerja
- Langkah 1: Sumber → Hz
- Langkah 2: Hz → target
- Dawa gelombang: f = c/λ (kuwalikan)
- Sudut: ω = 2πf
- RPM: Hz = RPM/60
Konversi Umum
| Saka | Menyang | × | Conto |
|---|---|---|---|
| kHz | Hz | 1000 | 1 kHz = 1000 Hz |
| Hz | kHz | 0.001 | 1000 Hz = 1 kHz |
| MHz | kHz | 1000 | 1 MHz = 1000 kHz |
| GHz | MHz | 1000 | 1 GHz = 1000 MHz |
| Hz | RPM | 60 | 1 Hz = 60 RPM |
| RPM | Hz | 0.0167 | 60 RPM = 1 Hz |
| Hz | rad/s | 6.28 | 1 Hz ≈ 6,28 rad/s |
| rad/s | Hz | 0.159 | 6,28 rad/s = 1 Hz |
| MHz | λ(m) | 300/f | 100 MHz → 3 m |
| THz | λ(nm) | 300000/f | 500 THz → 600 nm |
Conto Cepet
Soal-soal sing Dikerjakake
Dawa Gelombang Radio FM
Stasiun FM ing 100 MHz. Pira dawa gelombange?
λ = c/f = (3×10⁸)/(100×10⁶) = 3 meter. Apik kanggo antena!
RPM Motor menyang Hz
Motor muter ing 1800 RPM. Frekuensi?
f = RPM/60 = 1800/60 = 30 Hz. Periode T = 1/30 = 33,3 ms saben puteran.
Werna Cahya Katon
Cahya ing dawa gelombang 600 nm. Pira frekuensi lan wernane?
f = c/λ = (3×10⁸)/(600×10⁻⁹) = 500 THz = 0,5 PHz. Werna: oranye!
Kesalahan Umum
- **Kebingungan sudut**: ω ≠ f! Frekuensi sudut ω = 2πf. 1 Hz = 6,28 rad/s, dudu 1 rad/s. Faktor 2π!
- **Dawa gelombang kuwalik**: Frekuensi luwih dhuwur = dawa gelombang luwih cendhak. 10 GHz duwe λ luwih cendhak tinimbang 1 GHz. Hubungan kuwalik!
- **Campuran periode**: f = 1/T. Aja nambah utawa ngalikake. Yen T = 2 ms, mula f = 500 Hz, dudu 0,5 Hz.
- **RPM vs Hz**: 60 RPM = 1 Hz, dudu 60 Hz. Dibagi RPM karo 60 kanggo entuk Hz.
- **MHz menyang m**: λ(m) ≈ 300/f(MHz). Ora pas—gunakake c = 299.792458 kanggo presisi.
- **Spektrum katon**: 400-700 nm iku 430-750 THz, dudu GHz. Gunakake THz utawa PHz kanggo cahya!
Fakta Menarik
A4 = 440 Hz Standar Wiwit 1939
Nada konser (A ing dhuwur C tengah) distandarisasi ing 440 Hz ing taun 1939. Sadurunge, beda-beda saka 415-466 Hz! Musik Barok nggunakake 415 Hz. Orkestra modern kadang nggunakake 442-444 Hz kanggo swara sing 'luwih cerah'.
Cahya Ijo Puncak Pandelengan Manungsa
Mripat manungsa paling sensitif marang cahya ijo 555 nm (540 THz). Napa? Puncak output Srengenge werna ijo! Evolusi ngoptimalake pandelengan kita kanggo cahya srengenge. Pandelengan wengi tekan puncak ing 507 nm (sel reseptor sing beda).
Oven Microwave Nggunakake 2,45 GHz
Frekuensi dipilih amarga molekul banyu resonansi cedhak frekuensi iki (asline 22 GHz, nanging 2,45 bisa digunakake kanthi apik lan nembus luwih jero). Uga, 2,45 GHz minangka pita ISM tanpa lisensi. Pita sing padha karo WiFi—bisa ngganggu!
Spektrum Katon Cilik Banget
Spektrum elektromagnetik nyakup luwih saka 30 urutan gedhene. Cahya katon (400-700 nm) kurang saka siji oktaf! Yen spektrum EM minangka keyboard piano sing dawané 90 tuts, cahya katon bakal dadi siji tuts tunggal.
Jam CPU Tekan 5 GHz
CPU modern mlaku ing 3-5 GHz. Ing 5 GHz, periode kasebut 0,2 nanodetik! Cahya mung mlaku 6 cm ing siji siklus jam. Mula iku jejak chip penting—wektu tundha sinyal saka kacepetan cahya dadi signifikan.
Sinar Gamma Bisa Ngluwihi Zettahertz
Sinar gamma kanthi energi paling dhuwur saka sumber kosmik ngluwihi 10²¹ Hz (zettahertz). Energi foton >1 MeV. Bisa nggawe pasangan materi-antimateri saka energi murni (E=mc²). Fisika dadi aneh ing frekuensi kasebut!
Sejarah
1887
Heinrich Hertz mbuktekake anane gelombang elektromagnetik. Ndemonstrasikake gelombang radio. Unit 'hertz' dijenengi miturut jenenge ing taun 1930.
1930
IEC ngadopsi 'hertz' minangka unit frekuensi, ngganti 'siklus per detik'. Ngurmati karya Hertz. 1 Hz = 1 siklus/s.
1939
A4 = 440 Hz diadopsi minangka standar nada konser internasional. Standar sadurunge beda-beda 415-466 Hz.
1960
Hertz kanthi resmi diadopsi ing sistem SI. Dadi standar kanggo kabeh pangukuran frekuensi ing saindenging jagad.
1983
Meter didéfinisikaké manèh saka kacepetan cahya. c = 299.792.458 m/s pas. Ngiket dawa gelombang karo frekuensi kanthi presisi.
1990-an
Frekuensi CPU tekan rentang GHz. Pentium 4 tekan 3,8 GHz (2005). Balapan kacepetan jam diwiwiti.
2019
Redefinisi SI: detik saiki didéfinisikaké dening transisi hiperhalus cesium-133 (9.192.631.770 Hz). Unit sing paling presisi!
Tips Pro
- **Dawa gelombang cepet**: λ(m) ≈ 300/f(MHz). 100 MHz = 3 m. Gampang!
- **Periode saka Hz**: T(ms) = 1000/f(Hz). 60 Hz = 16,7 ms.
- **Konversi RPM**: Hz = RPM/60. 1800 RPM = 30 Hz.
- **Sudut**: ω(rad/s) = 2π × f(Hz). Diwenehi 6,28.
- **Oktaf**: Nggandakake frekuensi = munggah siji oktaf. 440 Hz × 2 = 880 Hz.
- **Werna cahya**: Abang ~430 THz, ijo ~540 THz, ungu ~750 THz.
- **Notasi ilmiah otomatis**: Nilai < 0,000001 Hz utawa > 1.000.000.000 Hz ditampilake minangka notasi ilmiah kanggo keterbacaan.
Referensi Unit
SI / Metrik
| Unit | Simbol | Hz | Cathetan |
|---|---|---|---|
| hertz | Hz | 1 Hz (base) | Unit dhasar SI; 1 Hz = 1 siklus/s. Dijenengi miturut Heinrich Hertz. |
| kilohertz | kHz | 1.0 kHz | 10³ Hz. Audio, frekuensi radio AM. |
| megahertz | MHz | 1.0 MHz | 10⁶ Hz. Radio FM, TV, CPU lawas. |
| gigahertz | GHz | 1.0 GHz | 10⁹ Hz. WiFi, CPU modern, microwave. |
| terahertz | THz | 1.0 THz | 10¹² Hz. Inframerah adoh, spektroskopi, pemindai keamanan. |
| petahertz | PHz | 1.0 PHz | 10¹⁵ Hz. Cahya katon (400-750 THz), UV/IR cedhak. |
| exahertz | EHz | 1.0 EHz | 10¹⁸ Hz. Sinar-X, sinar gamma, fisika energi dhuwur. |
| milihertz | mHz | 1.0000 mHz | 10⁻³ Hz. Osilasi alon banget, pasang surut, geologi. |
| mikrohertz | µHz | 1.000e-6 Hz | 10⁻⁶ Hz. Fenomena astronomi, variabel periode dawa. |
| nanohertz | nHz | 1.000e-9 Hz | 10⁻⁹ Hz. Penentuan wektu pulsar, deteksi gelombang gravitasi. |
| siklus per detik | cps | 1 Hz (base) | Padha karo Hz. Notasi lawas; 1 cps = 1 Hz. |
| siklus per menit | cpm | 16.6667 mHz | 1/60 Hz. Osilasi alon, laju napas. |
| siklus per jam | cph | 2.778e-4 Hz | 1/3600 Hz. Fenomena periodik alon banget. |
Frekuensi Sudut
| Unit | Simbol | Hz | Cathetan |
|---|---|---|---|
| radian per detik | rad/s | 159.1549 mHz | Frekuensi sudut; ω = 2πf. 1 Hz ≈ 6,28 rad/s. |
| radian per menit | rad/min | 2.6526 mHz | Frekuensi sudut saben menit; ω/60. |
| derajat per detik | °/s | 2.7778 mHz | 360°/s = 1 Hz. Astronomi, rotasi alon. |
| derajat per menit | °/min | 4.630e-5 Hz | 6°/menit = 1 RPM. Gerak astronomi. |
| derajat per jam | °/h | 7.716e-7 Hz | Gerak sudut alon banget; 1°/jam = 1/1296000 Hz. |
Kacepetan Rotasi
| Unit | Simbol | Hz | Cathetan |
|---|---|---|---|
| revolusi per menit | RPM | 16.6667 mHz | Puteran saben menit; 60 RPM = 1 Hz. Motor, mesin. |
| revolusi per detik | RPS | 1 Hz (base) | Puteran saben detik; padha karo Hz. |
| revolusi per jam | RPH | 2.778e-4 Hz | Puteran saben jam; rotasi alon banget. |
Radio & Dawa Gelombang
| Unit | Simbol | Hz | Cathetan |
|---|---|---|---|
| dawa gelombang ing meter (c/λ) | λ(m) | f = c/λ | f = c/λ ing ngendi c = 299.792.458 m/s. Gelombang radio, AM. |
| dawa gelombang ing sentimeter | λ(cm) | f = c/λ | Rentang microwave; 1-100 cm. Radar, satelit. |
| dawa gelombang ing milimeter | λ(mm) | f = c/λ | Gelombang milimeter; 1-10 mm. 5G, mmWave. |
| dawa gelombang ing nanometer | λ(nm) | f = c/λ | Katon/UV; 200-2000 nm. Optik, spektroskopi. |
| dawa gelombang ing mikrometer | λ(µm) | f = c/λ | Inframerah; 1-1000 µm. Termal, serat optik (1,55 µm). |
Khusus & Digital
| Unit | Simbol | Hz | Cathetan |
|---|---|---|---|
| frame per detik (FPS) | fps | 1 Hz (base) | FPS; laju bingkai video. Umume 24-120 fps. |
| ketukan per menit (BPM) | BPM | 16.6667 mHz | BPM; tempo musik utawa detak jantung. Umume 60-180. |
| tumindak per menit (APM) | APM | 16.6667 mHz | APM; metrik game. Aksi saben menit. |
| kedhep per detik | flicks/s | 1 Hz (base) | Laju kedipan; padha karo Hz. |
| tingkat refresh (Hz) | Hz (refresh) | 1 Hz (base) | Laju penyegaran; monitor 60-360 Hz. |
| sampel per detik | S/s | 1 Hz (base) | Sampling audio; umume 44,1-192 kHz. |
| etungan per detik | counts/s | 1 Hz (base) | Laju itungan; detektor fisika. |
| pulsa per detik | pps | 1 Hz (base) | Laju pulsa; padha karo Hz. |
| fresnel | fresnel | 1.0 THz | 1 fresnel = 10¹² Hz = 1 THz. Spektroskopi THz. |
Pitakonan Umum
Apa bedane antarane Hz lan RPM?
Hz ngukur siklus saben detik. RPM ngukur puteran saben menit. Kalorone gegandhengan: 60 RPM = 1 Hz. RPM 60× luwih gedhe tinimbang Hz. Motor ing 1800 RPM = 30 Hz. Gunakake RPM kanggo rotasi mekanis, Hz kanggo fenomena listrik/gelombang.
Napa frekuensi sudut ω = 2πf?
Siji siklus lengkap = 2π radian (360°). Yen ana f siklus saben detik, mula ω = 2πf radian saben detik. Conto: 1 Hz = 6,28 rad/s. Faktor 2π ngowahi siklus dadi radian. Digunakake ing fisika, sistem kontrol, pangolahan sinyal.
Kepiye cara ngowahi frekuensi dadi dawa gelombang?
Gunakake λ = c/f ing ngendi c iku kacepetan gelombang. Kanggo cahya/radio: c = 299.792.458 m/s (pas). Cepet: λ(m) ≈ 300/f(MHz). Conto: 100 MHz → dawa gelombang 3 m. Frekuensi luwih dhuwur → dawa gelombang luwih cendhak. Hubungan kuwalik.
Napa oven microwave nggunakake 2,45 GHz?
Dipilih amarga banyu nyerep kanthi apik cedhak frekuensi iki (resonansi banyu sejatine ing 22 GHz, nanging 2,45 nembus luwih apik). Uga, 2,45 GHz minangka pita ISM tanpa lisensi—ora perlu lisensi. Pita sing padha karo WiFi/Bluetooth (bisa ngganggu). Bisa digunakake kanthi apik kanggo manasake panganan!
Pira frekuensi cahya katon?
Spektrum katon: 430-750 THz (terahertz) utawa 0,43-0,75 PHz (petahertz). Abang ~430 THz (700 nm), ijo ~540 THz (555 nm), ungu ~750 THz (400 nm). Gunakake THz utawa PHz kanggo frekuensi cahya, nm kanggo dawa gelombang. Bagéyan cilik saka spektrum EM!
Apa frekuensi bisa negatif?
Sacara matematis, ya (nuduhake fase/arah). Sacara fisik, ora—frekuensi ngetung siklus, mesthi positif. Ing analisis Fourier, frekuensi negatif makili konjugat kompleks. Ing praktik, gunakake nilai positif. Periode uga mesthi positif: T = 1/f.
Direktori Piranti Lengkap
Kabeh 71 piranti sing kasedhiya ing UNITS