Введение

Герц (символ: Гц) — единица измерения частоты в Международной системе единиц (СИ), эквивалентная одному событию (или циклу) в секунду. Герц — это выведенная единица СИ, выражение которой в терминах основных единиц СИ — с⁻¹, что означает, что один герц является обратной величиной одной секунды. И далее добавляется: "Гипертонкое расщепление в основном состоянии атома цезия-133 равно ровно 9 192 631 770". Размерность единицы герц равна 1/время (T⁻¹). Выраженная в основных единицах СИ, единица представляет собой обратную секунду (1/с). В английском языке слово "hertz" также используется в качестве формы множественного числа. Как единица СИ, к герцу можно добавлять префиксы; часто используемые кратные: кГц (килогерц, e=3), МГц (мегагерц, e=6), ГГц (гигагерц, e=9) и ТГц (терагерц, e=12). Один герц означает просто «одно событие в секунду» (где подсчитываемым событием может быть полный цикл); 100 означает «сто событий в секунду» и так далее. Единицу можно применять к любому периодическому событию — например, часы могут отсчитывать 1 тик в секунду, а сердце человека может биться со скоростью 1,2 раза в секунду. Частота возникновения апериодических или стохастических событий выражается в обратных секундах (1/с или с⁻¹) в общем случае или, в частности для радиоактивности, в беккерелях. В то время как 1 — это один цикл (или периодическое событие) в секунду, 1 — это в среднем одно событие распада ядра в секунду. Хотя частота, угловая скорость, угловая частота и радиоактивность имеют одинаковую размерность T⁻¹, только частота выражается в герцах. Таким образом, диск, вращающийся со скоростью 60 оборотов в минуту (об/мин), имеет угловую скорость 2 рад/с и частоту вращения 1 Гц. Соответствие между частотой f, измеренной в герцах, и угловой скоростью ω, измеренной в радианах в секунду, составляет…

История

Герц назван в честь немецкого физика Генриха Герца (1857–1894), внесшего значительный вклад в научное изучение электромагнетизма. Название было утверждено Международной электротехнической комиссией (МЭК) в 1935 году. Генеральная конференция по мерам и весам (CGPM) (Conférence générale des poids et mesures) приняла его в 1960 году, заменив предыдущее название единицы измерения – "циклы в секунду" (cps) – вместе с соответствующими кратными, в основном "килоциклы в секунду" (kc/s) и "мегациклы в секунду" (Mc/s), а также иногда "киломегациклы в секунду" (kMc/s). К 1970-м годам термин "циклы в секунду" был в значительной степени вытеснен термином "герц". В некоторых случаях часть "в секунду" опускалась, и "мегациклы" (Mc) использовались как сокращение для "мегациклов в секунду" (то есть мегагерц (МГц)).

Звук и вибрация

Звук — это распространяющаяся продольная волна, представляющая собой колебание давления. Человек воспринимает частоту звука как высоту тона. Каждая музыкальная нота соответствует определенной частоте. Слух младенца способен воспринимать частоты в диапазоне от 20 до 20000 Гц, в то время как средний взрослый человек слышит звуки от 20 до 16000 Гц. Диапазон ультразвука, инфразвука и других физических колебаний, таких как молекулярные и атомные колебания, простирается от нескольких фемтогерц до терагерцового диапазона и выше.

Электромагнитное излучение

Электромагнитное излучение часто описывается его частотой — количеством колебаний перпендикулярных электрических и магнитных полей в секунду, выражаемой в герцах. Радиочастотное излучение обычно измеряется в килогерцах (кГц), мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц). Свет — это электромагнитное излучение с ещё более высокой частотой, которое имеет частоты в диапазоне от десятков (инфракрасное) до тысяч (ультрафиолетовое) терагерц. Электромагнитное излучение с частотами в нижнем терагерцовом диапазоне (промежуточном между частотами самых высоких обычно используемых радиочастот и длинноволнового инфракрасного излучения) часто называют терагерцовым излучением. Существуют и более высокие частоты, например, частота гамма-лучей, которую можно измерить в экзагерцах (ЭГц). (По историческим причинам частоты света и электромагнитного излучения с более высокими частотами чаще указываются в терминах их длин волн или энергий фотонов: для более подробного рассмотрения этого и вышеуказанных диапазонов частот см. Электромагнитный спектр.)

Компьютеры

В компьютерах большинство центральных процессоров (ЦП) характеризуются тактовой частотой, выраженной в мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц). Эта характеристика указывает на частоту главного тактового сигнала ЦП. Этот сигнал, как правило, представляет собой прямоугольную волну – электрическое напряжение, переключающееся между низким и высоким логическим уровнями через равные промежутки времени. Поскольку герц стал основной единицей измерения, используемой большинством людей для оценки производительности ЦП, многие специалисты критикуют этот подход, считая его легко поддающимся манипуляциям показателем. Некоторые процессоры выполняют одну операцию за несколько тактовых циклов, в то время как другие способны выполнять несколько операций за один цикл. Тактовые частоты процессоров для персональных компьютеров изменялись от примерно 1 в конце 1970-х годов (компьютеры Atari, Commodore, Apple) до 6 в микропроцессорах IBM Power. Различные компьютерные шины, такие как системная шина, соединяющая ЦП и северный мост, также работают на различных частотах в диапазоне мегагерц.