キロヘルツからテラヘルツへ——無線と遠赤外をつなぐ
この換算がしていること
10 億で割る換算で、無線技術者が使う単位と分光学者が使う単位のあいだを一気に渡ります。無線周波数の測定器で測った値と、遠赤外スペクトルから報告された線が同じ物理的な共鳴を指すことがあり、両者が同じだと示すのがこの換算です。
2 つの分野、ひとつのスペクトル
無線の仕事はキロヘルツとメガヘルツで行われます。測定器が発振器で同調され、刻みが細かいからです。遠赤外の仕事はテラヘルツで行われます。測定器が光学系で、関心のある特徴が幅広いからです。小さな分子の回転遷移はどちらでも書けるので、2 つの表記を行き来できることが、一方の装置の結果をもう一方で検算する手段になります。
キロヘルツからテラヘルツへの換算表
電子測定と光学測定の境界にまたがる周波数を両方の単位で並べ、交わる地点を見えるようにしました。
| キロヘルツ (kHz) | テラヘルツ (THz) |
|---|---|
| 1 | 1e-9 |
| 10 | 1e-8 |
| 100 | 1e-7 |
| 530 | 5.3e-7 |
| 1000 | 0.000001 |
| 1700 | 0.0000017 |
スペクトルの扱いにくい中間
電子の道具立てでも光学の道具立てでも本領を発揮できない領域があり、そこがたまたま多くの分子の回転の指紋がある場所にあたります。そこで使う装置は 2 つの伝統から借り物をして作られ、読み値はキロヘルツで出ることもテラヘルツで出ることもあります。両方の文献を行き来する人にとって、この換算はほぼ毎日必要なものです。
10 の冪は一度数えれば足りる
キロヘルツからテラヘルツまでは 1000 倍が 3 段、メガヘルツ、ギガヘルツ、テラヘルツです。したがって指数は 9 だけ動きます。入力の指数を読んで 9 を引けば、数字に触れずに答えが出ます。
よくある質問
キロヘルツからテラヘルツへはどう換算しますか？
10 億で割ります。500,000,000 kHz は 0.5 THz です。1000 で割る操作を 3 回続けるのと同じなので、10 桁に満たない入力の答えは必ず 1 テラヘルツ未満になります。
この換算はどんな場面で必要になりますか？
2 つの分野が同じ現象を別の単位で測っているからです。分子の回転は無線の文献ではキロヘルツで、光学の文献ではテラヘルツで報告されることがあります。換算すれば、別の伝統で書かれた資料と値を突き合わせられます。
非常に小さい結果で精度は落ちませんか？
いいえ。小さい値は指数表記で書き、先頭に並ぶ 0 に飲み込まれず有効数字が保たれます。返ってくる数は正確な商であって、丸めた代用値ではありません。
テラヘルツは 1000 ギガヘルツと同じですか？
はい。1 テラヘルツは 1000 ギガヘルツで、ギガヘルツは 100 万キロヘルツなので、テラヘルツは 10 億キロヘルツです。SI 接頭辞の各段はこの連鎖のどこでも例外なく 1000 倍です。
テラヘルツと呼ばれるのはどの範囲ですか？
慣例ではおよそ 0.1 THz から 10 THz まで、キロヘルツにすれば 1000 億から 10 兆にあたります。境界はおおよそで、この語は厳密に定義された帯域ではなくスペクトルの一領域を指しています。