Герц (единица измерения)
Ошибка скрипта: Модуля «hatnote» не существует.{{#if: | }} Шаблон:Единица измерения
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<ref >Шаблон:Книга</ref>. Герц — производная единица, имеющая специальные наименование и обозначение. Через основные единицы СИ герц выражается следующим образом<ref name=":0">Шаблон:Статья</ref>:
- 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<ref name=":0" />.
Эталон секунды (основной единицы времени в СИ) базируется на свойствах атома цезия-133. Секунда определяется как продолжительность Шаблон:Nobr периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133<ref name=":0" />. Следовательно, частота этого сверхтонкого расщепления составляет ровно Шаблон:Nobr
Отличие от других единиц измерения частоты
Хотя частота (<math>f</math>), угловая скорость (<math>\omega</math>), угловая частота (<math>\omega</math>) и активность радиоактивного источника (<math>A</math>) имеют одинаковую размерность <math>T^{-1}</math>, герц применяется исключительно для описания периодических процессов (частота).
- Беккерель: Скорость наступления стохастических (случайных) событий измеряется в обратных секундах (<math>\text{с}^{-1}</math>) или, в случае радиоактивного распада, в беккерелях (Бк). Герц используется только для периодических процессов, а беккерель — только для случайных процессов распада радионуклидов<ref>Шаблон:Cite web</ref>. Шаблон:Nobr означает один цикл в секунду, тогда как Шаблон:Nobr 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 Шаблон:Nobr, имеет частоту вращения Шаблон:Nobr, но угловую частоту 2π рад/с. Связь между частотой <math>f</math> (в герцах) и угловой частотой <math>\omega</math> (в радианах в секунду) описывается уравнением: <math>\omega = 2\pi \cdot f</math> или <math>f = \frac{\omega} {2\pi}</math>.
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<ref>Шаблон:Cite web</ref>. 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 | 10−1 Гц | ||||||
| 102 Гц | 10−2 Гц | ||||||
| 103 Гц | 10−3 Гц | ||||||
| 106 Гц | 10−6 Гц | ||||||
| 109 Гц | 10−9 Гц | ||||||
| 1012 Гц | 10−12 Гц | ||||||
| 1015 Гц | 10−15 Гц | ||||||
| 1018 Гц | 10−18 Гц | ||||||
| 1021 Гц | 10−21 Гц | ||||||
| 1024 Гц | 10−24 Гц | ||||||
| 1027 Гц | 10−27 Гц | ||||||
| 1030 Гц | 10−30 Гц
Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица {{ #ifexpr: 3 > 3 or 12 < 30 or 3 > 3 or 3 < 30 | Шаблон:Кратные и дольные единицы/Легенда | Шаблон:Кратные и дольные единицы/Легенда }} | ||||||
Применение
Звук
Ошибка скрипта: Модуля «Основная статья» не существует.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 Шаблон:Nobr до Шаблон:Nobr (у детей). У среднего взрослого человека верхний предел слышимости снижается примерно до Шаблон:Nobr<ref>Шаблон:Cite web</ref>. 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
Ошибка скрипта: Модуля «Основная статья» не существует.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 Шаблон:Nobr до Шаблон:Nobr. 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<ref>Шаблон:Cite news</ref>.
Символы Юникода
| Обозначения в Юникоде.<ref name="Unicode-U3300">Шаблон:Cite web</ref> | ||
|---|---|---|
| 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 |