Герц

герц
герц
	Сверху вниз: огни мигают с частотой f = 0,5 Гц , 1,0 Гц и 2,0 Гц ; то есть с частотой 0,5, 1,0 и 2,0 вспышек в секунду соответственно. Время между каждой вспышкой – период T – определяется выражением 1 ⁄ f ( обратная величина f ) ; то есть 2, 1 и 0,5 секунды соответственно.
Общая информация
Система единиц	И
Единица	частота
Символ	Гц
Назван в честь	Генрих Герц
В базовых единицах СИ	с −1

Герц ( символ : Гц ) — единица частоты в Международной системе единиц (СИ), эквивалентная одному событию (или циклу ) в секунду . ^[1]^[а] Герц — производная единица СИ , выражение которой в базовых единицах СИ равно s. ⁻¹Это означает, что один герц является обратной величиной одной секунды . ^[2] Он назван в честь Генриха Рудольфа Герца (1857–1894), первого человека, представившего убедительное доказательство существования электромагнитных волн . Герцы обычно выражаются кратными числами : килогерц (кГц), мегагерц (МГц), гигагерц (ГГц), терагерц (ТГц).

Некоторые из наиболее распространенных применений устройства связаны с описанием периодических сигналов и музыкальных тонов , особенно тех, которые используются в радио- и аудиоприложениях. Он также используется для описания тактовой частоты , на которой работают компьютеры и другая электроника. Единицы иногда также используются для представления энергии фотона через соотношение Планка E = hν , где E — энергия фотона, ν — его частота, а h — постоянная Планка .

Определение

Герц эквивалентен одному циклу в секунду . Международный комитет мер и весов определил второе как «продолжительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия -133». ^[3]^[4] и затем добавляет: «Отсюда следует, что сверхтонкое расщепление в основном состоянии атома цезия 133 составляет ровно 9 192 631 770 герц , ν _{hfs Cs} = 9 192 631 770 Гц ». Размерность единицы герца равна 1/время (T ⁻¹). Выраженная в базовых единицах СИ, единицей измерения является обратная секунда (1/с).

В английском языке «герц» также используется во множественном числе. ^[5] В качестве единицы СИ перед единицей измерения может стоять Гц ; обычно используемые кратные — кГц (килогерц, 10 ³ Гц ), МГц (мегагерц, 10 ⁶ Гц ), ГГц (гигагерц, 10 ⁹ Гц ) и ТГц (терагерц, 10 ¹² Гц ). Один герц просто означает «одно событие в секунду» (при этом подсчитываемое событие может представлять собой полный цикл); 100 Гц означает «сто событий в секунду» и так далее. Единицу можно применить к любому периодическому событию — например, можно сказать, что часы тикают с частотой 1 Гц или можно сказать, что человеческое сердце бьется с частотой 1,2 Гц .

Частота возникновения апериодических или стохастических событий выражается в обратной секунде или обратной секунде (1/с или с). ⁻¹) в целом или, в конкретном случае радиоактивности , в беккерелях . ^[б] В то время как 1 Гц — это один цикл (или периодическое событие) в секунду, 1 Бк — это в среднем одно радионуклидное событие в секунду.

Несмотря на то, что частота, угловая скорость , угловая частота и радиоактивность имеют размерность T ⁻¹из них только частота выражается в единицах герц. ^[7] Таким образом, говорят, что диск, вращающийся со скоростью 60 оборотов в минуту (об/мин), имеет угловую скорость 2 $π$ рад/с и вращения частоту 1 Гц . Соответствие между частотой f с единицей герца и угловой скоростью ω с единицей радиан в секунду:

\omega =2\pi f

и

f={\frac {\omega }{2\pi }}.

Герц назван в честь Генриха Герца . Как и любая единица СИ, названная в честь человека, ее символ начинается с заглавной буквы (Гц), но при написании полностью он соответствует правилам написания заглавных букв нарицательного существительного ; т. е. герц пишется с заглавной буквы в начале предложения и в заголовках, но в остальном пишется строчными буквами.

История

Герц назван в честь немецкого физика Генриха Герца (1857–1894), внесшего важный научный вклад в изучение электромагнетизма . Название было установлено Международной электротехнической комиссией (МЭК) в 1935 году. ^[8] Он был принят Генеральной конференцией по мерам и весам (CGPM) ( Conférence générale des poids et mesures ) в 1960 году, заменив предыдущее название единицы «циклы в секунду» (cps), а также связанные с ней кратные, в первую очередь « килоциклы в секунду» (kc/s) и «мегациклы в секунду» (Mc/s), а иногда и «киломегациклы в секунду» (kMc/s). Термин «циклы в секунду» был в значительной степени заменен на «герц» к 1970-м годам. ^[9]^{[ не удалось пройти проверку ]}

В некоторых случаях слово «в секунду» опускалось, поэтому слово «мегациклы» (Mc) использовалось как сокращение от «мегациклов в секунду» (то есть мегагерц (МГц)). ^[10]

Приложения

Синусоидальная волна с различной частотой

Звук и вибрация

Звук это бегущая продольная волна , представляющая собой колебание давления — . Люди воспринимают частоту звука как его высоту . Каждая музыкальная нота соответствует определенной частоте. Ухо младенца способно воспринимать частоты в диапазоне от 20 Гц до 20 000 Гц ; Средний взрослый человек может слышать звуки частотой от 20 Гц до 16 000 Гц . ^[11] Диапазон ультразвука , инфразвука и других физических вибраций, таких как молекулярные и атомные колебания, простирается от нескольких фемтогерц. ^[12] в терагерцовом диапазоне ^[с] и за его пределами. ^[12]

Электромагнитное излучение

Электромагнитное излучение часто описывают его частотой — числом колебаний перпендикулярных электрического и магнитного полей в секунду — выраженной в герцах.

Радиочастотное излучение обычно измеряется в килогерцах (кГц), мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц). Свет — это электромагнитное излучение, которое имеет еще более высокую частоту и имеет частоты в диапазоне от десятков ( инфракрасный ) до тысяч ( ультрафиолетовый ) терагерц. Электромагнитное излучение с частотами в нижнем терагерцовом диапазоне (промежуточном между частотами самых высоких обычно используемых радиочастот и длинноволновым инфракрасным светом) часто называют терагерцовым излучением . Существуют и более высокие частоты, например, гамма-лучи , которые можно измерить в эксагерцах (ЭГц). (По историческим причинам частоты света и более высокочастотного электромагнитного излучения чаще определяются с точки зрения их длин волн или фотонов энергий : более подробное описание этого и вышеупомянутых диапазонов частот см. в разделе «Электромагнитный спектр ».)

Компьютеры

В компьютерах большинство центральных процессоров (ЦП) маркируются по их тактовой частоте, выраженной в мегагерцах ( МГц ) или гигагерцах ( ГГц ). ЦП Эта спецификация относится к частоте главного тактового сигнала . Этот сигнал номинально представляет собой прямоугольную волну , которая представляет собой электрическое напряжение, которое через равные промежутки времени переключается между низким и высоким логическим уровнями. Поскольку герц стал основной единицей измерения, принятой населением для определения производительности процессора, многие эксперты раскритиковали этот подход, который, по их утверждению, является легко манипулируемым эталоном . Некоторые процессоры используют несколько тактов для выполнения одной операции, в то время как другие могут выполнять несколько операций за один цикл. ^[13] Для персональных компьютеров тактовая частота ЦП колебалась примерно от 1 МГц в конце 1970-х годов ( Atari , Commodore , компьютеры Apple ) до до 6 ГГц в микропроцессорах IBM Power .

Различные компьютерные шины , такие как передняя шина, соединяющая ЦП и северный мост , также работают на различных частотах в мегагерцовом диапазоне.

Несколько IF

СИ, кратные герцу (Гц)
Дробные			Множители
Ценить	символ СИ	Имя	Ценить	символ СИ	Имя
10 ⁻¹ Гц	дГц	децигерц	10 ¹ Гц	даГц	декагерц
10 ⁻² Гц	кГц	сантигерц	10 ² Гц	Гц	гектогерц
10 ⁻³ Гц	мГц	миллигерц	10 ³ Гц	кГц	килогерц
10 ⁻⁶ Гц	мкГц	микрогерц	10 ⁶ Гц	МГц	мегагерц
10 ⁻⁹ Гц	нГц	наногерц	10 ⁹ Гц	ГГц	гигагерц
10 ⁻¹² Гц	пГц	пикогерц	10 ¹² Гц	ТГц	терагерц
10 ⁻¹⁵ Гц	ФГц	фемтогерц	10 ¹⁵ Гц	ФГц	петагерц
10 ⁻¹⁸ Гц	аГц	аттогерц	10 ¹⁸ Гц	ЭГц	эксагерц
10 ⁻²¹ Гц	Гц	зептогерц	10 ²¹ Гц	ЗГц	зеттагерц
10 ⁻²⁴ Гц	yГц	йоктогерц	10 ²⁴ Гц	YГц	йоттагерц
10 ⁻²⁷ Гц	РГц	ронтогерц	10 ²⁷ Гц	РГц	роннагерц
10 ⁻³⁰ Гц	qГц	кектогерц	10 ³⁰ Гц	КГц	кветтагерц
Общие префиксные единицы выделены жирным шрифтом.

более высокие частоты, чем префиксы Международной системы единиц, Считается, что естественным образом возникают в частотах квантово-механических колебаний массивных частиц, хотя они не наблюдаются напрямую и должны быть выведены с помощью других явлений. По соглашению, они обычно выражаются не в герцах, а в эквивалентной энергии, которая пропорциональна частоте с коэффициентом постоянной Планка .

Юникод

Блок совместимости CJK в Юникоде содержит символы для распространенных единиц СИ для частоты. Они предназначены для совместимости с кодировками символов Восточной Азии, а не для использования в новых документах (в которых предполагается использование латинских букв, например «МГц»). ^[14]

U+3339 ㌹ КВАДРАТ ХЕРУТУ ( герц , херутсу )
U + 3390 ㎐ КВАДРАТНАЯ ГЦ (Гц)
U + 3391 ㎑ ПЛОЩАДЬ КГЦ (кГц)
U + 3392 ㎒ КВАДРАТНЫЙ МГц (МГц)
U + 3393 ㎓ ПЛОЩАДЬ ГГЦ (ГГц)
U+3394 ㎔ КВАДРАТНЫЙ ТГЦ (ТГц)

См. также

Примечания

^ Хотя герц эквивалентен циклу в секунду (cps), в SI прямо указано, что «цикл» и «cps» не являются единицами SI, вероятно, из-за двусмысленности терминов. ^[2]
^ «(d) Герц используется только для периодических явлений, а беккерель (Бк) используется только для случайных процессов в активности, относящейся к радионуклиду». ^[6]
^ Атомные вибрации обычно составляют порядка десятков терагерц.

Ссылки

^ "Герц". (1992). Словарь английского языка американского наследия (3-е изд.), Бостон: Houghton Mifflin.
^ Jump up to: ^а ^б «Брошюра СИ: Международная система единиц (СИ) – 9-е издание» (PDF) . МБМВ : 26 . Проверено 7 августа 2022 г.
^ «Брошюра СИ: Международная система единиц (СИ) § 2.3.1 Базовые единицы» (PDF) (на британском английском и французском языках) (9-е изд.). БИПМ . 2019. с. 130 . Проверено 2 февраля 2021 г.
^ «Брошюра СИ: Международная система единиц (СИ) § Приложение 1. Решения CGPM и CIPM» (PDF) (на британском английском и французском языках) (9-е изд.). БИПМ . 2019. с. 169 . Проверено 2 февраля 2021 г.
^ Руководство NIST по единицам СИ - 9 правил и соглашений о стиле для названий единиц написания , Национальный институт стандартов и технологий
^ «МБМВ – Таблица 3» . БИПМ . Проверено 24 октября 2012 г.
^ «Брошюра СИ, раздел 2.2.2, пункт 6» . Архивировано из оригинала 1 октября 2009 года.
^ «История МЭК» . Iec.ch. Архивировано из оригинала 19 мая 2013 года . Проверено 6 января 2021 г.
^ Картрайт, Руфус (март 1967 г.). Бисон, Роберт Г. (ред.). «Испортит ли успех Генриха Герца?» (PDF) . Иллюстрированная электроника . Fawcett Publications, Inc., стр. 98–99.
^ Пеллам-младший; Галт, Дж. К. (1946). «Распространение ультразвука в жидкостях: I. Применение импульсной техники для измерения скорости и поглощения при частоте 15 мегагерц». Журнал химической физики . 14 (10): 608–614. Бибкод : 1946ЖЧФ..14..608П . дои : 10.1063/1.1724072 . hdl : 1721.1/5042 .
^ Эрнст Терхардт (20 февраля 2000 г.). «Доминирующая область спектра» . Mmk.e-technik.tu-muenchen.de. Архивировано из оригинала 26 апреля 2012 года . Проверено 28 апреля 2012 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Звуковые волны черной дыры - Управление научной миссии» . science.nasa.go.
^ Асаравала, Амит (30 марта 2004 г.). «Скатертью дорога, Гигагерц» . Проводной . Проверено 28 апреля 2012 г.
^ Консорциум Юникод (2019). «Стандарт Unicode 12.0 – совместимость с CJK ❰ Диапазон: 3300–33FF ❱» (PDF) . Юникод.орг . Проверено 24 мая 2019 г.

Внешние ссылки

[3] Хотя герц эквивалентен циклу в секунду (cps), в SI прямо указано, что «цикл» и «cps» не являются единицами SI, вероятно, из-за двусмысленности терминов. ^[2]

[8] «(d) Герц используется только для периодических явлений, а беккерель (Бк) используется только для случайных процессов в активности, относящейся к радионуклиду». ^[6]

[15] Атомные вибрации обычно составляют порядка десятков терагерц.

[1] "Герц". (1992). Словарь английского языка американского наследия (3-е изд.), Бостон: Houghton Mifflin.

[SI_Brochure_9-2] Jump up to: ^а ^б «Брошюра СИ: Международная система единиц (СИ) – 9-е издание» (PDF) . МБМВ : 26 . Проверено 7 августа 2022 г.

[4] «Брошюра СИ: Международная система единиц (СИ) § 2.3.1 Базовые единицы» (PDF) (на британском английском и французском языках) (9-е изд.). БИПМ . 2019. с. 130 . Проверено 2 февраля 2021 г.

[5] «Брошюра СИ: Международная система единиц (СИ) § Приложение 1. Решения CGPM и CIPM» (PDF) (на британском английском и французском языках) (9-е изд.). БИПМ . 2019. с. 169 . Проверено 2 февраля 2021 г.

[6] Руководство NIST по единицам СИ - 9 правил и соглашений о стиле для названий единиц написания , Национальный институт стандартов и технологий

[BIPMtable3-7] «МБМВ – Таблица 3» . БИПМ . Проверено 24 октября 2012 г.

[9] «Брошюра СИ, раздел 2.2.2, пункт 6» . Архивировано из оригинала 1 октября 2009 года.

[10] «История МЭК» . Iec.ch. Архивировано из оригинала 19 мая 2013 года . Проверено 6 января 2021 г.

[11] Картрайт, Руфус (март 1967 г.). Бисон, Роберт Г. (ред.). «Испортит ли успех Генриха Герца?» (PDF) . Иллюстрированная электроника . Fawcett Publications, Inc., стр. 98–99.

[12] Пеллам-младший; Галт, Дж. К. (1946). «Распространение ультразвука в жидкостях: I. Применение импульсной техники для измерения скорости и поглощения при частоте 15 мегагерц». Журнал химической физики . 14 (10): 608–614. Бибкод : 1946ЖЧФ..14..608П . дои : 10.1063/1.1724072 . hdl : 1721.1/5042 .

[13] Эрнст Терхардт (20 февраля 2000 г.). «Доминирующая область спектра» . Mmk.e-technik.tu-muenchen.de. Архивировано из оригинала 26 апреля 2012 года . Проверено 28 апреля 2012 г.

[science_nasa_gov-14] Jump up to: ^а ^б «Звуковые волны черной дыры - Управление научной миссии» . science.nasa.go.

[16] Асаравала, Амит (30 марта 2004 г.). «Скатертью дорога, Гигагерц» . Проводной . Проверено 28 апреля 2012 г.

[Unicode-U3300-17] Консорциум Юникод (2019). «Стандарт Unicode 12.0 – совместимость с CJK ❰ Диапазон: 3300–33FF ❱» (PDF) . Юникод.орг . Проверено 24 мая 2019 г.

[1]

[а]

[2]

[3]

[4]

[5]

[б]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[с]

[13]

[14]

[6]

v т и единицы СИ
Базовые единицы	ампер кандела Кельвин килограмм метр крот второй
Производные единицы со специальными именами	беккерель кулон градус Цельсия лошадь серый Генри герц джоуль katal просвет люкс Ньютон ом паскаль радиан Сименс зиверт стерадиан Тесла вольт ватт Вебер
Другие принятые единицы	астрономическая единица Далтон день децибел степень дуги электронвольт га час литр минута минута и секунда дуги ЧЕРЕЗ тонна
См. также	Преобразование единиц Метрические префиксы Исторические определения базовых единиц СИ переопределение 2019 года Система единиц измерения
Категория