吉赫兹转太赫兹:从无线电跨进光学
这个换算在做什么
它除以一千,是前缀梯子上最小的一步,却是整条频谱上方法变化最大的一处。界线以下,信号在导体中传输、从天线辐射出去;界线以上,它们被当作光,用透镜和反射镜处理。考虑到跨越这条线之后发生的变化,运算只是一个除以一千,几乎显得有些平淡。
设备在哪里换班
交接通常放在 300 GHz 附近,也就是 0.3 THz。在它之下,同轴电缆和波导还能工作;在它之上,金属中的损耗变得严重,空心金属管不再实用。因此同一段频率,建造最后一批电子元件的工程师用吉赫兹描述,使用第一批光学器件的物理学家用太赫兹描述。
吉赫兹转太赫兹换算对照表
电子学与光学边界两侧的频率,展示算术上的一小步如何对应技术上的一大变。
| 吉赫兹 (GHz) | 太赫兹 (THz) |
|---|---|
| 1 | 0.001 |
| 2.4 | 0.0024 |
| 2.45 | 0.00245 |
| 5 | 0.005 |
| 5.8 | 0.0058 |
| 24 | 0.024 |
为什么这条界线并不锐利
在任何一个具体频率上都没有发生什么根本性的事情,这个变化是实践上的而非物理上的。辐射源、探测器和传输线各自在差不多同一片区域里到达极限,具体位置取决于材料和用途。结果是出现几百吉赫兹的重叠地带,两种方法都有人尝试,文献里同一批测量结果也混用着两种单位。
除以一千,再看量级
界线以下的值换算成太赫兹应该是小于一的分数:300 GHz 是 0.3 THz,90 GHz 是 0.09。答案大于一,说明输入本来就在太赫兹范围内,结果依然正确——只是它属于频谱的另一段。
常见问题
吉赫兹怎么换算成太赫兹?
除以一千。所以 300 GHz 是 0.3 THz,1000 GHz 正好是 1 THz。这是一级前缀台阶,和兆赫兹到吉赫兹是同一个关系。
一个太赫兹里有多少吉赫兹?
正好一千。这两个单位在国际单位制前缀梯子上是相邻的两级,所以倍率只有一千的一次幂,中间没有别的单位。
0.3 THz 和 300 GHz 是同一个频率吗?
是,完全等同。300 GHz 会出现在雷达和无线电规格里,而 0.3 THz 出现在描述同一段频谱的光谱学论文里,所以两种记法都值得认得。
为什么在这个频率上方法会改变?
因为在几百吉赫兹以上,金属导体中的损耗变得很大,波导尺寸缩小到制造开始困难的量级,而透镜、反射镜这类光学手段则开始好使。频谱没有改变,改变的是工具箱。
一太赫兹以上的值也能换算吗?
可以。几千吉赫兹的输入会换算成大于一太赫兹的值,不需要任何特殊处理;当小数写出来会拖很长时,结果会改用指数形式。