Герц
Герц (позначається Гц, Hz) — одиниця вимірювання в системі SI частоти періодичних процесів (в першу чергу, коливань), назва якої походить від прізвища німецького фізика Генріха Герца, першовідкривача електромагнітного випромінювання.
Герц | ||||
![]() | ||||
Згори донизу: Індикатори блимають на частотах f = 0,5 Гц, 1,0 Гц та 2,0 Гц, тобто роблять 0,5, 1,0 та 2,0 спалахів на секунду відповідно. | ||||
Загальна інформація | ||||
---|---|---|---|---|
Система одиниць | Похідні одиниці SI | |||
Одиниця | частоти | |||
Позначення | Гц або Hz | |||
Названа на честь |
Генріх Герц ![]() | |||
В основних одиницях SI | с−1 | |||
![]() ![]() |
Назва була запропонована групою німецьких вчених на початку 1920-х і прийнята Міжнародною електротехнічною комісією в жовтні 1933 року[3]. У 1960 році, на 11 з'їзді конференції з мір і ваг, одиниця була введена як похідна в систему SI, замінивши оберти на секунду, які були у широкому вжитку до того часу[4][5][6].
Герц — похідна одиниця, що має спеціальну назву й позначення та дорівнює одному коливанню (періоду) на секунду:
- 1 Гц = 1 с−1.
Герци зазвичай використовують для вимірювання частоти електромагнітних коливань, звуку, змінного струму, тактової частоти процесорів, частот дискретизації тощо, але загалом будь який періодичний процес може бути охарактеризований таким чином.
Зв'язок з іншими одиницями
ред.Якщо деякий процес відбувається кожні секунд, то його частота дорівнює герц.
Частота обертання зазвичай вимірюється у обертах на секунду або зворотніх секундах (с-1), які чисельно дорівнюють герцам, проте у деяких випадках використовується кутова частота, яка вимірюється в радіанах на секунду (один герц дорівнює рад/с) або в градусах на секунду (один герц дорівнює 360 °/с). Також, в багатьох випадках (наприклад, на тахометрах автомобілів) частота обертання вимірюється в обертах на хвилину (rpm). Один герц дорівнює 60 обертам на хвилину.
В музиці і кардіології частоту традиційно вимірюють не в герцах а в ударах на хвилину. Один герц дорівнює 60 ударам на хвилину.
Частота електромагнітної хвилі однозначно пов'язана з довжиною хвилі (у вакуумі) за формулою
- ,
тому у спектроскопії частоту електромагнітної хвилі іноді вимірюють у одиницях обернених довжині (традиційно — см-1)[7]. Один обернений сантиметр дорівнює 29,98 гігагерц.
У квантовій механіці енергія будь-якої частинки пов'язана з її частотою рівнянням
Відповідно, один герц дорівнює 6,62607015×10—34 джоулів (це значення дорівнює сталій Планка). На практиці зазвичай використовується значно менша одиниця виміру енергії, електронвольт. Один герц дорівнює 4,135 x 10—15 електронвольта[8].
У музичній акустиці використовуються спеціальні одиниці виміру висоти звуку мел і барк[en], які визначені з врахуванням чутливості людського вуха, тому для них існують лише емпірично підібрані нелінійні формули переводу[9][10]:
Герци (зазвичай, гігагерци), які використовуються як характеристика центрального процесора позначають тактову частоту, тобто частоту з якою "тікає" його годинник. У багатьох випадках важливішою є інша характеристика, FLOPS, скільки операцій на секунду може виконати процесор. Ці характеристики пов'язані наступним чином:
Оскільки сучасні процесори зазвичай мають більш ніж одне ядро, і кожне ядро може виконувати більш ніж одну інструкцію за цикл[11]
Частоти деяких процесів
ред.Звук
ред.- Розмовний голос: 85—200 Гц (чоловічий), 160—340 Гц (жіночий)[12]
- Співацькі голоси: 256-1024 Гц (сопрано, високий жіночий голос), 127-512 Гц (тенор, високий чоловічий голос), 85-340 Гц (бас, низький чоловічий голос)[12]
- Діапазон піаніно: 27-4186 Гц [13]
- Чутний діапазон: 19-20000 Гц (нижче 19 Гц — інфразвук, вище 20000 Гц — ультразвук)
Електромагнітні хвилі
ред.- Надзвичайно низькі частоти — 3-30 Гц, хвилі що генерують блискавки. Також, хвилі що підтимуються резонансом Шумана також знаходяться у цьому діапазоні.
- Наднизькі частоти — 30—300 Гц, використовуються для зв'язку з підводними човнами
- Ультранизькі частоти — 300—3000 Гц, використовуються для зв'язку у шахтах, оскільки радіохвилі такої частоти проходять крізь землю
- Аматорське радіомовлення: 135,7—137,8 кГц, 472—479 кГц, 1,8—2 МГц, 3,5—4 МГц, 5,3—5,4 МГц, 7—7,3 МГц, 10,1 МГц, 14—14,3 МГц, 18,1—18,2 МГц, 21—21,4 МГц, 24,9 МГц, 28—29,7 МГц, 50—54 МГц, 144—148 МГц [14][15][16]
- Масове радіомовлення: 530—1700 кГц (AM-радіо)[17], 88—108 МГц (FM-радіо), 174—230 МГц (Цифрове радіо)[18]
- Телебачення: 470—862 МГц[19]
- Wi-Fi: 2,4 або 5 МГц[20]
- 5G зв'язок (інтернет і дзвінки): 600-1000 МГц, 3,7—4 ГГц, 24-53 ГГЦ[21]
- Радіоастрономія: 1,42 ГГц (Радіолінія водню 21 см), 1665—1720 МГц (гідроксил-іон), 4829 МГц (формальдегід), 22,2 ГГц (вода), 115,27 ГГц (монооксид вуглецю)[22]
- Мікрохвильові печі: 2,45 ГГц [23]
- "Терагерцева яма": проміжок частот між 100 ГГц і 30 ТГц, що має порівняно обмежене використання через технічні недоліки наявних приймачів і передавачів у цьому діапазоні[24].
- Терабітний бездротовий зв'язок: 145 ГГц і вище[25]
- Терагерцева томографія[en] — 0,25—4 ТГц[26]
- Інфрачервона спектроскопія: 12—120 ТГц [27]
- Інфрачервоні камери: 20—300 ТГц [28]
- Видиме світло: 400—790 ТГц
- Частота ультрафіолетового випромінювання, потрібні для виробництва вітаміну D: 0,94—1,07 ПГц[29]
- Ультрафіолетові бактерицидні лампи: 1,18—1,62 ПГц[30]
- Рентгенівське випромінювання: 30—30000 ПГц
Людське тіло
ред.- Дихання: 0,25—0,3 Гц (у дорослих), до 1 Гц (у немовлят)[31]
- Серцебиття: 1-1,5 Гц (в спокійному стані), 2-3 Гц (при фізичній активності)
- Ритми ЕЕГ: 8-13 (альфа-ритм), 14—30 Гц (бета-ритм), 25—35 Гц (гамма-ритм)
Інше
ред.- Обертання Землі навколо своєї осі: 1,16 × 10—5 Гц
- Сейсмічні хвилі: від 0,3 мілігерца (Вільні довгоперіодичні сейсмічні осциляції Землі) до десятків герц (локальні землетруси)[32]
- Розхитування мосту Золота Брама: 0,05 Гц [33]
- Гравітаційні хвилі: 10—10000 Гц (обсерваторія LIGO)[34]
- Частота змінного струму: 50-60 Гц
- Частота дискретизації в форматі MP3: 44100 Гц
- Рекорд тактової частоти процесора (на 2025 рік): 9,12 ГГц[35]
Кратні і частинні одиниці
ред.Кратні | Частинні | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Величина | Назва | Позначення | Величина | Назва | Позначення | ||
101 Гц | декагерц | даГц | daHz | 10−1 Гц | децигерц | дГц | dHz |
102 Гц | гектогерц | гГц | hHz | 10−2 Гц | сантигерц | сГц | cHz |
103 Гц | кілогерц | кГц | kHz | 10−3 Гц | мілігерц | мГц | mHz |
106 Гц | мегагерц | МГц | MHz | 10−6 Гц | мікрогерц | мкГц | µHz |
109 Гц | гігагерц | ГГц | GHz | 10−9 Гц | наногерц | нГц | nHz |
1012 Гц | терагерц | ТГц | THz | 10−12 Гц | пікогерц | пГц | pHz |
1015 Гц | петагерц | ПГц | PHz | 10−15 Гц | фемтогерц | фГц | fHz |
1018 Гц | ексагерц | ЕГц | EHz | 10−18 Гц | атогерц | аГц | aHz |
1021 Гц | зетагерц | ЗГц | ZHz | 10−21 Гц | зептогерц | зГц | zHz |
1024 Гц | йотагерц | ЙГц | YHz | 10−24 Гц | йоктогерц | йГц | yHz |
застосовувати не рекомендовано
|
Символи Unicode
ред.Юнікод містить спеціальні квадратні символи що позначають одиниці вимірювання, для використання у текстах японською, китайською і корейською мовами. Серед них є і символи герца і його похідних одиниць[36]:
- U+3339 ㌹ (ヘルツ, herutsu)
- U+3390 ㎐ SQUARE HZ (Hz)
- U+3391 ㎑ SQUARE KHZ (kHz)
- U+3392 ㎒ SQUARE MHZ (MHz)
- U+3393 ㎓ SQUARE GHZ (GHz)
- U+3394 ㎔ SQUARE THZ (THz)
Див. також
ред.Примітки
ред.- ↑ 2.3.4 // The International System of Units, Le Système international d’unités — 9 — BIPM, 2019. — ISBN 978-92-822-2272-0
- ↑ 6.5 // Quantities and units—Part 1: General — ISO.
- ↑ hertz(англ.)
- ↑ History of Hertz, Newton and Pascal(англ.)
- ↑ Resolution 12 of the 11th CGPM (1960)(англ.)
- ↑ Cycles per second: A historical perspective(англ.)
- ↑ wavenumber(англ.)
- ↑ hertz-electron volt relationship(англ.)
- ↑ Frequency Scales: Semitones, Mels and ERBs(англ.)
- ↑ Moving up in dimensional space, or, the world beyond pitch?(англ.)
- ↑ How To Calculate Flops Of CPU(англ.)
- ↑ а б Голос у житті людини
- ↑ Piano key frequencies(англ.)
- ↑ US Amateur Radio Frequency Allocations(англ.)
- ↑ RSGB 2025 Band Plan(англ.)
- ↑ Дозволені частоти для радіозв'язку в Україні
- ↑ AM Query Broadcast Station Search(англ.)
- ↑ Introduction to Digital Radio Spectrum(англ.)
- ↑ spectrum(англ.)
- ↑ Wi-Fi Channels, Frequencies, Bands & Bandwidths(англ.)
- ↑ Cellular Frequency Bands: A Simple Breakdown (англ.)
- ↑ Science Service Allocations(англ.)
- ↑ Microwave ovens
- ↑ Time to Bridge the Terahertz Gap (англ.)
- ↑ Wireless data speed record nears the 1 Terabit per second mark(англ.)
- ↑ High-throughput terahertz imaging: progress and challenges
- ↑ infrared spectroscopy (англ.)
- ↑ Thermal Imaging(англ.)
- ↑ Role of Vitamin D in the Hygiene Hypothesis: The Interplay between Vitamin D, Vitamin D Receptors, Gut Microbiota, and Immune Response(англ.)
- ↑ Germicidal Lamp Basics(англ.)
- ↑ Визначення основних показників дихання. Огляд та пальпація грудної клітки
- ↑ Properties of seismic waves
- ↑ How the Bridge Vibrates(англ.)
- ↑ Sensitivity of the Advanced LIGO detectors at the beginning of gravitational wave astronomy (англ.)
- ↑ Intel i9-14900KF Sets New CPU Frequency World Record at 9.12 GHz(англ.)
- ↑ Unicode Consortium (2019). The Unicode Standard 12.0 – CJK Compatibility ❰ Range: 3300—33FF ❱ (PDF). Unicode.org. Процитовано 24 травня 2019.
Література
ред.- Біленко І. І. Фізичний словник. — К.: Вища школа, Головне видав. 1979. — 336 с.