Hertz

Hertz
Birim sistemi	SI türevi birimler
Birim	frekans
Sembol	Hz
Adlı sonra	Heinrich Hertz
SI temel biriminde	s−1

Hertz (sembolü: Hz), Uluslararası Birimler Sisteminde (SI) türetilmiş bir frekans birimidir ve bir saniyedeki devir olarak tanımlanır. Elektromanyetik dalgaların varlığına dair kesin kanıt sağlayan ilk kişi olan Heinrich Rudolf Hertz'den sonra adlandırılmıştır. Hertz genellikle çoklu olarakda ifade edilir: kilohertz (10³ Hz, kHz), megahertz (10⁶ Hz, MHz), gigahertz (10⁹ Hz, GHz), terahertz (10¹² Hz, THz), petahertz (10¹⁵ Hz, PHz), exahertz (10¹⁸ Hz, EHz), and zettahertz (10²¹ Hz, ZHz).

Birimin en yaygın kullanımlarından bazıları, özellikle radyo ve sese ilişkin uygulamalarda kullanılan sinüs dalgalarının ve müzik tonlarının tanımındadır. Ayrıca bilgisayarların ve diğer elektronik aletlerin kullanıldığı saat hızlarını açıklamak için de kullanılır. Birimler bazen foton enerji denklemi (E=hν), aracılığıyla enerjinin temsili olarak kullanılır, bir hertz h joule eşdeğerdir.

Tanım

Hertz, saniyede bir döngü olarak tanımlanır. Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Komitesi, saniyede "sezyum-133 atomunun temel durumunun iki aşırı ince seviyesi arasındaki geçişe karşılık gelen radyasyonun 9 192 631 770 periyot süresi" olarak tanımladı ve ardından şunları ekledi: "Sezyum 133 atomunun temel durumundaki yayılan hiperfin tam olarak 9 192 631 770 hertz, ν(hfs Cs) = 9 192 631 770 Hz dir." Birim hertz'ın boyutu 1/zamandır (1/T). Baz SI birimlerinde ifade edilir, 1/saniyedir (1/s).

İngilizce'de "hertz" çoğul form olarak da kullanılır. Bir SI birimi olarak Hz eklenebilir; Yaygın olarak kullanılan katları arasında kHz (kilohertz, 10³ Hz), MHz (megahertz, 10⁶ Hz), GHz (gigahertz, 10⁹ Hz) ve THz'dir (terahertz, 10¹² Hz). Bir hertz basitçe "saniyede bir döngü" anlamına gelir (tipik olarak sayılan tam bir döngüdür); 100 Hz, "saniyede yüz döngü" anlamına gelir. Birim herhangi bir periyodik olaya uygulanabilir - örneğin, 1 Hz'de bir saatin işaretlendiği veya bir insan kalbinin 1.2 Hz'de attığı söylenebilir. Aperiodik veya stokastik olayların ortaya çıkma oranı, genel olarak karşılıklı saniyede veya ters saniyede (1/s veya s⁻¹) olarak veya spesifik olarak radyoaktif bozunma durumunda, bececellerde ifade edilir. 1 Hz, saniyede 1 döngü iken, 1 Bq, saniye başına 1 aperiodik radyonüklid olayıdır.

Her ne kadar açısal hız, açısal frekans ve birim hertz boyut 1/s boyutuna sahip olsa da, açısal hız ve açısal frekans hertz cinsinden ifade edilmez, aksine saniye başına radyan gibi uygun bir açısal birimde ifade edilir. Böylece, dakikada 60 devir (rpm) dönen bir diskin 2π rad/s veya 1 Hz'de döndüğü söylenir, burada önceki açısal hızı ölçer ve saniye başına tam devir sayısını yansıtır. Hertz cinsinden ölçülen bir frekans f ile saniyedeki radyan cinsinden ölçülen açısal hız ω arasındaki dönüşüm

$\omega =2\pi f\,$ and $f={\frac {\omega }{2\pi }}\,$ şeklinde ifade edilir.

Hertz, Heinrich Hertz'den sonra adı verildi. Bir kişi için adlandırılan her bir SI biriminde olduğu gibi, sembolü büyük harfle (Hz) başlar, ancak tam olarak yazıldığında, ortak bir ismin büyük harf kullanımı kurallarını izler; yani, "hertz" bir cümlenin başında ve başlıklar halinde büyük harfle yazılır, ancak aksi takdirde küçük harf olur.

Tarihçe

Hertz, elektromanyetizma çalışmasına önemli bilimsel katkılar yapan Alman fizikçi Heinrich Hertz'den (1857-1894) sonra adlandırılmıştır. Ad, 1930'da Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) tarafından kurulmuştur. Ağırlık ve Ölçüler Genel Konferansı (CGPM) (Conférence générale des poids et mesures) 1960'da kabul edildi, birim için bir önceki adları, saniye başına devir sayısını (cps) ve bununla ilgili çarpımları (saniyede kilosikleleri) (kc/s) ve saniyede megacycles (Mc/s) ve bazen de saniyede kilomegacles (kMc/s) aldı. Saniyedeki döngü sayısı, 1970'lerde büyük ölçüde hertz tarafından değiştirildi. Electronics Illustrated, bir hobi dergisi, geleneksel KC, Mc, vb. Birimlere bağlı kalmaya niyetlerini açıkladı.

Uygulamalar

Titreşim

Değişken frekanslı bir sinüs dalgası

Bir kalp atışı, frekans açısından analiz edilebilecek sinüzoidal olmayan periyodik bir fenomen örneğidir. İki döngü gösterilmiştir.

Ses, basıncın salınımı olan hareketli bir uzunlamasına dalgadır. İnsanlar ses dalgalarının frekansını perde olarak algılarlar. Her nota hertz içinde ölçülebilen belirli bir frekansa karşılık gelir. Bir bebeğin kulağı, 20 Hz ila 20.000 Hz arasında değişen frekansları algılayabilir; Ortalama bir yetişkin insan 20 Hz ile 16.000 Hz arasındaki sesleri duyabilir. Ultrason, ultrason ve moleküler ve atomik titreşimler gibi diğer fiziksel titreşimler, birkaç femtohertzden terahertz aralığına ve ötesine uzanır.

Elektromanyetik radyasyon

Elektromanyetik radyasyon sıklıkla, hertz cinsinden ifade edilen frekansı (saniyedeki dikey elektrik ve manyetik alanların salınımlarının sayısı) ile tanımlanır.

Radyo frekansı radyasyonu genellikle kilohertz (kHz), megahertz (MHz) veya gigahertz (GHz) olarak ölçülür. Işık, frekansta daha da yüksek olan elektromanyetik radyasyondur ve onlarca (kızılötesi) ila binlerce (ultraviyole) terahertz aralığında frekanslara sahiptir. Düşük terahertz aralığında frekansları olan elektromanyetik radyasyon (normal olarak kullanılabilir en yüksek radyo frekansları ile uzun dalga kızılötesi ışığınınkiler arasında orta) genellikle terahertz radyasyon olarak adlandırılır. Exahertz (EHz) cinsinden ölçülebilen gama ışınları gibi daha yüksek frekanslar mevcuttur. (Tarihsel nedenlerden dolayı, ışık ve daha yüksek frekanslı elektromanyetik radyasyonun frekansları, dalga boyları veya foton enerjileri bakımından daha yaygın bir şekilde tanımlanmıştır: bunun ve yukarıdaki frekans aralıklarının daha ayrıntılı bir tanımı için, bkz. Elektromanyetik spektrum.)

Bilgisayarlar

Bilgisayarlarda, çoğu merkezi işlem birimi (CPU), megahertz (10⁶ Hz) veya gigahertz (10⁹ Hz) olarak ifade edilen saat hızlarına göre etiketlenir. Bu özellik CPU'nun ana saat sinyalinin frekansını ifade eder. Bu sinyal, düzenli aralıklarla düşük ve yüksek mantık değerleri arasında geçiş yapan bir elektrik voltajı olan kare bir dalgadır. Hertz, genel popülasyon tarafından bir CPU'nun performansını belirlemek için kabul edilen birincil ölçüm birimi haline geldiğinden, birçok uzman, kolayca idare edilebilir bir kriter olduğunu iddia ettikleri bu yaklaşımı eleştirdi. Bazı işlemciler, tek bir işlemi gerçekleştirmek için birden fazla saat periyodu kullanırken diğerleri, tek bir döngüde birden fazla işlem yapabilir. Kişisel bilgisayarlar için, CPU saat hızları 1970'lerin sonlarında (Atari, Commodore, Apple bilgisayarlar) yaklaşık 1 MHz'den IBM POWER mikroişlemcilerinde 6 GHz'ye kadar değişmiştir.

CPU ve kuzey köprüsünü birbirine bağlayan ön veri yolu gibi çeşitli bilgisayar veriyolları da megahertz aralığında çeşitli frekanslarda çalışır.

SI katları

SI hertz katları (Hz)

Altbirimler				Katlar
Deger	SI sembol	Adı		Değer	SI sembol	Adı
10−1 Hz	dHz	desihertz		101 Hz	daHz	dekahertz
10−2 Hz	cHz	santihertz		102 Hz	hHz	hektohertz
10−3 Hz	mHz	millihertz		103 Hz	kHz	kilohertz
10−6 Hz	µHz	mikrohertz		106 Hz	MHz	megahertz
10−9 Hz	nHz	nanohertz		109 Hz	GHz	gigahertz
10−12 Hz	pHz	pikohertz		1012 Hz	THz	terahertz
10−15 Hz	fHz	femtohertz		1015 Hz	PHz	petahertz
10−18 Hz	aHz	attohertz		1018 Hz	EHz	exahertz
10−21 Hz	zHz	zeptohertz		1021 Hz	ZHz	zettahertz
10−24 Hz	yHz	yoctohertz		1024 Hz	YHz	yottahertz
Ortak ön ekli birimler koyu renklidir.

Uluslararası Birimler Sisteminden daha yüksek frekanslar, öneklerin sağladıkları için, yüksek enerjinin kuantum mekaniksel titreşimlerinin, ya da eşdeğerde masif parçacıkların frekanslarında doğal olarak meydana geldiğine inanılmaktadır, ancak bunlar doğrudan gözlemlenememekte ve etkileşimlerinden çıkarılmalıdır. Geleneksel olarak, bunlar tipik olarak hertz cinsinden ifade edilmez, fakat Planck'in sabiti faktörü ile frekans ile orantılı olan eşdeğer kuantum enerjisi cinsinden ifade edilir.

Hertz: Unicode karakterler.
Sembol	Adı	Unicode numarası
㎐	Hertz (Kare HZ)	U+3390
㎑	Kilohertz (Kare KHZ)	U+3391
㎒	Megahertz (Kare MHZ)	U+3392
㎓	Gigahertz (Kare GHZ)	U+3393
㎔	Terahertz (Kare THZ)	U+3394

Ayrıca bakınız

• Alternatif akım
• Bant genişliği (sinyal işleme)
• Elektronik alıcı
• FLOPS
• Frekans değiştirici
• Normalleştirilmiş frekans
• Büyüklük sırası (frekans)
• Periyodik işlev
• Saniyede radyan
• Puan
• Frekans için ortak SI birimleri içeren Unicode CJK Uyumluluk bloğu