Терагерцы в герцы: как астрономы записывают дальний инфракрасный
Что делает эта конвертация
Умножение на триллион разворачивает компактную спектральную линию в полное число колебаний за секунду. Астрономическая линия на 1,4 ТГц соответствует 1 400 000 000 000 Гц, и хотя астроном никогда не произнесёт второе число вслух, именно оно участвует в расчётах вместе с постоянными, записанными в герцах. Перевод позволяет поставить измерение и константу в одну систему единиц.
Почему спектры далёких объектов измеряют в терагерцах
Холодные облака межзвёздного газа излучают в дальнем инфракрасном и субмиллиметровом участках, где лежат вращательные переходы молекул. Положение каждой линии — паспорт вещества: по нему определяют, какие молекулы присутствуют в облаке и с какой скоростью оно движется. Частоты этих переходов удобно выражать в терагерцах, потому что весь интересующий участок укладывается в несколько единиц, а не растягивается на тринадцать разрядов герц.
Астрономические линии в терагерцах и герцах
Линии, по которым в межзвёздном газе опознают распространённые молекулы, вместе с их значениями в герцах. Столбец справа показывает, почему в статьях предпочитают левый.
| Терагерц (THz) | Герц (Hz) |
|---|---|
| 1 | 1000000000000 |
| 2 | 2000000000000 |
| 10 | 10000000000000 |
| 100 | 100000000000000 |
| 300 | 300000000000000 |
| 1000 | 1e+15 |
Доплеровское смещение требует точности
Движение облака сдвигает линию, и по величине сдвига вычисляют скорость. Сдвиг составляет малую долю от самой частоты, поэтому сравнивать нужно значения с большим числом знаков. В терагерцах сдвиг выражается в мегагерцах и читается сразу; в герцах он теряется среди тринадцати разрядов. Поэтому наблюдения ведут в одной единице, а перевод в другую нужен лишь для сверки с табличными константами.
Тринадцать разрядов — это нормально
Значение в несколько терагерц всегда даёт в герцах тринадцатизначное число, и пугаться этого не стоит. Ориентир прост: один терагерц — это единица с двенадцатью нулями, поэтому число разрядов в ответе равно числу цифр в целой части плюс двенадцать.
Частые вопросы
Как перевести терагерцы в герцы?
Умножьте значение на триллион. Линия на 1,4 ТГц соответствует частоте 1 400 000 000 000 Гц. Умножение на степень десяти не вносит погрешности, поэтому все значащие цифры исходного значения сохраняются полностью.
Сколько герц в одном терагерце?
Ровно 1 000 000 000 000, то есть триллион. В лестнице приставок системы СИ терагерц стоит четвёртым после герца, и каждый шаг умножает на тысячу: кило, мега, гига, тера.
Зачем астрономам вообще герцы, если удобнее терагерцы?
Затем, что физические формулы записаны в системе СИ, где частота выражается в герцах. Подставляя значение в расчёт энергии перехода или длины волны, его приходится переводить, и здесь важно не потерять разряд в тринадцатизначном числе.
Что такое субмиллиметровый диапазон?
Это участок, граничащий с терагерцовым снизу и названный по длине волны — меньше миллиметра. Границы у него условные, и в разных областях науки они сдвигаются, но частоты остаются в пределах нескольких терагерц.
Не перейдёт ли конвертер на экспоненту?
Только если значение само записано в экспоненциальной форме или результат оказался слишком длинным для обычной записи. У типичных астрономических частот ответ остаётся целым числом из тринадцати разрядов и читается без сокращений.