テラヘルツからキロヘルツへ——分子の回転遷移を読む
この換算がしていること
10 億を掛けて、テラヘルツの値をキロヘルツで書き直します。分子の回転遷移は、高い周波数の側ではキロヘルツの精度で測られることがあり、報告の単位が 12 桁に及ぶことも珍しくありません。桁が多いということは、それだけ細かい違いが見分けられるということでもあります。
線の位置を細かく決める
分光の世界では、線の位置を高い精度で決めることが物質の同定につながります。回転遷移の周波数は分子の慣性モーメントで決まるので、測定値を理論と比べれば、分子の構造についての情報が引き出せます。単位をまたいで値を読み替える作業は、この比較の前段として欠かせません。
テラヘルツからキロヘルツへの換算表
分子分光で扱われる周波数をキロヘルツ側に引き伸ばし、12 桁の値として並べました。
| テラヘルツ (THz) | キロヘルツ (kHz) |
|---|---|
| 1 | 1000000000 |
| 2 | 2000000000 |
| 10 | 10000000000 |
| 100 | 100000000000 |
| 300 | 300000000000 |
| 1000 | 1000000000000 |
桁数が多いほど細かく書ける
同じ周波数をギガヘルツで書けば 4 桁程度に収まりますが、キロヘルツで書くと 12 桁になります。桁数が増えるほど有効数字を多く書けるので、線の位置を細かく記録したい場面ではキロヘルツが都合のいい単位になります。用途に応じて表現を選ぶことが、この換算の実用的な意味です。
指数は 9 だけ動く
テラヘルツからキロヘルツへは 10 億倍です。2 THz なら 2,000,000,000 kHz になります。指数だけを見れば 12 から 3 を引いて 9 なので、桁数の見当はすぐに付きます。
よくある質問
1 THz は何 kHz ですか？
1,000,000,000 kHz です。テラはギガの 1000 倍、ギガはメガの 1000 倍、メガはキロの 1000 倍なので、キロから数えると 1000 が 3 段、10 億倍になります。
分子分光ではなぜキロヘルツまで書くのですか？
線の位置を高い精度で記録できるからです。同じ周波数をギガヘルツで書けば 4 桁ですが、キロヘルツなら 12 桁まで書け、細かいずれも表現できます。
回転遷移とは何ですか？
分子が回転の状態を変えるときに、決まった周波数の光を吸収または放出する現象です。その周波数は分子の形と質量の分布で決まるので、測定は分子を特定する手がかりになります。
テラヘルツの値をキロヘルツに直すと桁が多すぎます。
指数表記を併用するのが実際的です。2 THz は 2,000,000,000 kHz であり、10 の 9 乗の位に 2 が立つ数でもあります。桁を数えるより、指数を読むほうが確実です。
分光の値はふつうどの単位で公表されますか？
分野によって異なります。無線の流儀の文献はキロヘルツやメガヘルツ、光学の流儀の文献はテラヘルツを使うことが多く、同じ遷移が両方の形で報告されます。