太赫兹转千赫兹:一条谱线,两种文献
这个换算在做什么
它乘以十亿,把谱线位置从光学记法搬进射电记法。同一个分子跃迁,在微波光谱学论文里可能以千赫兹的频率出现,在远红外论文里则以太赫兹的位置出现。换算让一个领域的测量结果可以拿另一个领域去核对,而不必重新推导任何东西。
指纹藏在那套图案里
分子在由转动能级决定的一组频率上吸收,而相邻谱线的间距取决于分子的转动惯量。这个间距就是指纹:它既能识别分子,在分辨率足够时还能区分只差一个原子质量的同位素。要读这套图案就必须让谱线彼此可比,这就是谱线表在有人尝试解读之前通常已经被统一到同一个单位的原因。
太赫兹转千赫兹换算对照表
实验室频率及其两种单位,排列方式让转动谱线的规律性可以从数字本身看出来。
| 太赫兹 (THz) | 千赫兹 (kHz) |
|---|---|
| 1 | 1000000000 |
| 2 | 2000000000 |
| 10 | 10000000000 |
| 100 | 100000000000 |
| 300 | 300000000000 |
| 1000 | 1000000000000 |
为什么两种记法都活了下来
光谱仪由两个圈子建造,用的是不同的仪器。一种调谐辐射源、记录功率随频率的变化,输出天然是千赫兹或兆赫兹。另一种把辐射色散开、记录强度随位置的变化,输出天然是太赫兹。两边都不会改,于是换算就成了让两批已发表数据能够一起使用的关键。
九位,还有小数
乘以十亿把小数点向右移九位,于是 0.5 变成 500,000,000。以太赫兹写的三位小数,到千赫兹依然是三位小数,因为乘十的幂只是挪动小数点而不改变数字本身。
常见问题
太赫兹怎么换算成千赫兹?
乘以十亿。所以 0.5 THz 等于 500,000,000 kHz。这个换算跨过三级前缀——兆赫兹、吉赫兹、太赫兹——所以小数点移动九位。
一条谱线为什么会有两种不同的单位?
因为两种仪器传统记录的量不同。可调谐辐射源给出频率读数,天然是千赫兹或兆赫兹;色散式仪器给出位置读数,天然是太赫兹。所以发表出来的数据两种都有。
转动光谱长什么样?
一连串间距相当规则的谱线。间距由分子的转动惯量决定,所以量出它就能识别分子,还能区分只在一个原子质量上有差别的同位素。
很小的太赫兹数值能处理吗?
可以。0.05 THz 的谱线换算成 50,000,000 kHz,结果会完整显示而不做缩写。输入可以带好几位小数而精度不受损失。
十亿千赫兹等于一个太赫兹吗?
是。1 太赫兹是一千吉赫兹,1 吉赫兹是一千兆赫兹,1 兆赫兹是一千千赫兹,所以十亿千赫兹正好是一个太赫兹。