赫兹转太赫兹:可用频谱的最顶端
这个换算在做什么
它把频率除以一万亿。结果通常是一个很小的小数,因为太赫兹是个非常大的单位:一个普通射频频段的信号换算过来,前面会带一长串零。工具把这些值写成指数形式而不是排成一行零,有效数字因此始终可见,不会被埋掉。
为什么太赫兹是光谱学的单位
在微波频段和红外之间,存在一段长期以来电子学和光学都不太擅长的频谱。它的频率大约在每秒一万亿个周期上下,而许多分子的转动和振动正好落在这里,因此携带着材料成分的指纹。把这些频率写成赫兹并不现实,这既是这个单位存在的原因,也是一个赫兹在它面前小到可以忽略的原因。
赫兹转太赫兹换算对照表
光谱学上的几个标志频率,两种单位并列,可以看到赫兹一列从哪一点开始变成没人会写下来的数字。
| 赫兹 (Hz) | 太赫兹 (THz) |
|---|---|
| 1 | 1e-12 |
| 50 | 5e-11 |
| 60 | 6e-11 |
| 440 | 4.4e-10 |
| 1000 | 1e-9 |
| 20000 | 2e-8 |
| 100000 | 1e-7 |
频谱正中间的缺口
在缺口以下,信号由电子的振荡产生,用天线读取;在缺口以上,信号来自原子的跃迁,用透镜读取。两种方法在各自那一端都很好用,到了中间都不灵。太赫兹正落在这个中间地带,所以它变成实用技术所花的时间,比两侧的频段都要长得多。
读指数,不要数零
1 Hz 写成太赫兹有十二位小数,用眼睛数零是制造十倍错误的可靠方法。指数写法省掉了这一步:指数本身就是位数,直接写在眼前。
常见问题
一个太赫兹里有多少赫兹?
一万亿,也就是一百万个百万。前缀从赫兹出发连续跳四级:千、兆、吉、太。所以 1 THz 等于 1000 GHz,等于一百万 MHz,等于 1,000,000,000,000 Hz。
为什么 1 Hz 换成太赫兹会这么小?
因为太赫兹相对于普通频率来说极其巨大。1 赫兹是太赫兹的万亿分之一,换算器会用指数形式写出。这个值并没有被取整成零,它精确地等于万亿分之一,每一位都保留着。
什么是太赫兹空隙?
指频谱中大约 0.1 到 10 THz 之间的一段,传统电子学和普通光学在这里都效率不高。它位于最快的晶体管之上、最长的红外激光之下,直到最近才有了实用的辐射源和探测器。
太赫兹有什么用处?
分子光谱学可以用频率识别物质;无损成像因为太赫兹能穿过衣物和纸张、却被不同材料以不同方式吸收而成为可能;还有一些医学与安检扫描应用正是利用了同一个特性。
太赫兹辐射危险吗?
它不电离,因此不会像 X 射线那样打断化学键,单个光子携带的能量也远低于可见光。这是它在扫描类应用上很有吸引力的主要原因。不过和其他辐射一样,曝露限值和各地的法规依然适用。