Герц (единица измерения)

Герц
Гц, Hz
Мигают с частотой f = 0,5 Гц (Гц = герц), 1,0 Гц и 2,0 Гц, где x Гц означает x вспышек в секунду. Т — интервал, и Т = y с (с = секунда) означает, что y — число секунд, спустя которые появляется одна вспышка. Частота и интервал всегда являются величинами обратно пропорциональными: f = 1/T; T = 1/f
Величина	частота
Система	СИ
Тип	производная
Медиафайлы на Викискладе

Герц (русское обозначение: Гц, международное обозначение: Hz) — единица измерения частоты периодических процессов (например, колебаний) в Международной системе единиц (СИ), а также в системах единиц СГС и МКГСС. Герц — производная единица, имеющая специальные наименование и обозначение. Через основные единицы СИ герц выражается следующим образом:

1 Гц = 1 с⁻¹.

1 Гц означает одно исполнение (реализацию) периодического процесса за одну секунду, другими словами — одно колебание в секунду. Например, 10 Гц — это десять исполнений процесса или десять колебаний за одну секунду.

Единица названа в честь Генриха Рудольфа Герца. В соответствии с общими правилами написания единиц измерения СИ, названных по имени учёных, полное наименование единицы герц пишется со строчной буквы, а её сокращённое обозначение — с заглавной.

Определение и размерность

Герц определяется как один цикл (или периодическое событие) в секунду.

Эталон секунды (основной единицы времени в СИ) базируется на свойствах атома цезия-133. Секунда определяется как продолжительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Следовательно, частота этого сверхтонкого расщепления составляет ровно 9 192 631 770 Гц.

Отличие от других единиц измерения частоты

Хотя частота ($f$), угловая скорость ($\omega$), угловая частота ($\omega$) и активность радиоактивного источника ($A$) имеют одинаковую размерность $T^{-1}$, герц применяется исключительно для описания периодических процессов (частота).

• Беккерель: Скорость наступления стохастических (случайных) событий измеряется в обратных секундах (${\text{с}}^{-1}$) или, в случае радиоактивного распада, в беккерелях (Бк). Герц используется только для периодических процессов, а беккерель — только для случайных процессов распада радионуклидов. 1 Гц означает один цикл в секунду, тогда как 1 Бк означает одно событие распада в секунду в среднем. Хотя использовать обратные секунды в обоих случаях было бы формально правильно, рекомендуется использовать единицы с различными названиями, поскольку различие названий единиц подчёркивает различие природы соответствующих физических величин.
• Радиан в секунду: Для вращательных движений часто используется единица «радиан в секунду» (рад/с). Например, вращающийся диск, совершающий 1 оборот в секунду, имеет частоту вращения 1 Гц, но угловую частоту 2π рад/с. Связь между частотой $f$ (в герцах) и угловой частотой $\omega$ (в радианах в секунду) описывается уравнением: $\omega =2\pi \cdot f$ или $f={\frac {\omega }{2\pi }}$.

История

Единица названа в честь немецкого учёного-физика XIX века Генриха Герца, который внёс важный вклад в развитие электродинамики. Название было учреждено Международной электротехнической комиссией (МЭК) в 1930 году. В 1960 году XI Генеральной конференцией по мерам и весам вместе с учреждением СИ это название было принято для единицы частоты в СИ.

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
101 Гц	декагерц	даГц	daHz	10−1 Гц	децигерц	дГц	dHz
102 Гц	гектогерц	гГц	hHz	10−2 Гц	сантигерц	сГц	cHz
103 Гц	килогерц	кГц	kHz	10−3 Гц	миллигерц	мГц	mHz
106 Гц	мегагерц	МГц	MHz	10−6 Гц	микрогерц	мкГц	µHz
109 Гц	гигагерц	ГГц	GHz	10−9 Гц	наногерц	нГц	nHz
1012 Гц	терагерц	ТГц	THz	10−12 Гц	пикогерц	пГц	pHz
1015 Гц	петагерц	ПГц	PHz	10−15 Гц	фемтогерц	фГц	fHz
1018 Гц	эксагерц	ЭГц	EHz	10−18 Гц	аттогерц	аГц	aHz
1021 Гц	зеттагерц	ЗГц	ZHz	10−21 Гц	зептогерц	зГц	zHz
1024 Гц	йоттагерц	ИГц	YHz	10−24 Гц	иоктогерц	иГц	yHz
1027 Гц	роннагерц	РнГц	RHz	10−27 Гц	ронтогерц	рнГц	rHz
1030 Гц	кветтагерц	КвГц	QHz	10−30 Гц	квектогерц	квГц	qHz
рекомендовано к применению  применять не рекомендуется  не применяются или редко применяются на практике

Применение

Звук

Основная статья: Звук

Звук представляет собой распространяющуюся продольную волну колебаний давления. В психоакустике частота звука воспринимается человеком как высота тона: каждой музыкальной ноте соответствует определённая частота, выраженная в герцах. Человеческое ухо способно воспринимать частоты в диапазоне от 20 Гц до 20 000 Гц (у детей). У среднего взрослого человека верхний предел слышимости снижается примерно до 16 000 Гц. Колебания с частотой выше слышимого диапазона называются ультразвуком, ниже — инфразвуком.

Музыка

Частота ноты ля первой октавы по международному стандарту составляет 440 Гц. Эта частота является основной частотой камертона (нота ля первой октавы является эталонной для настройки музыкальных инструментов). При этом нередко применяется и другая настройка для ноты ля, как выше, так и ниже частоты 440 Гц.

Электромагнитное излучение

Основная статья: Электромагнитное излучение

Электромагнитное излучение характеризуется частотой колебаний перпендикулярных электрических и магнитных полей.

• Радиочастоты: Обычно измеряются в кГц, МГц или ГГц. Диапазон ГГц также называют микроволновым излучением.
• Терагерцовое излучение: Занимает промежуточное положение между высокочастотными радиоволнами и инфракрасным излучением.
• Оптический диапазон: Видимый свет находится в диапазоне от 395 TГц до 790 TГц. Инфракрасное излучение лежит ниже этого диапазона (десятки ТГц, 10¹² Гц), ультрафиолетовое — выше (ПГц, 10¹⁵ Гц).
• Высокоэнергетическое излучение: Рентгеновское и гамма-излучение имеют еще более высокие частоты, достигающие эксагерц (ЭГц, 10¹⁸ Гц).

В оптике и физике высоких энергий электромагнитное излучение исторически чаще описывается через длину волны или энергию фотона, нежели через частоту.

Вычислительная техника

В компьютерных технологиях производительность центральных процессоров (ЦП) и шин данных часто маркируется тактовой частотой, выраженной в мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц). Эта величина указывает на частоту основного тактового сигнала ЦП — электрического сигнала (номинально прямоугольной формы), переключающегося между логическими уровнями «0» и «1».

Эволюция тактовых частот персональных компьютеров прошла путь от примерно 1 МГц в конце 1970-х годов до нескольких ГГц в современных микропроцессорах.

Использование частоты в герцах как единственного показателя производительности подвергается критике экспертов. Различные архитектуры процессоров могут выполнять разное количество операций за один такт, или, наоборот, требовать несколько тактов для одной операции, что делает прямое сравнение частот разных семейств процессоров некорректным.

Символы Юникода

Обозначения в Юникоде.
Символ	Название	Номер Юникода
㎐	Герц (Square HZ)	U+3390
㎑	Килогерц (Square KHZ)	U+3391
㎒	Мегагерц (Square MHZ)	U+3392
㎓	Гигагерц (Square GHZ)	U+3393
㎔	Терагерц (Square THZ)	U+3394

См. также

• Беккерель
• Международная система единиц
• Угловая частота
• Радиан
• Колебания