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.

похідна одиниця SI, що має власну назву^[1]^[2]
похідна одиниця UCUM^d
одиниця частоти^d і unit of call intensity^d
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
Герц у Вікісховищі

Назва була запропонована групою німецьких вчених на початку 1920-х і прийнята Міжнародною електротехнічною комісією в жовтні 1933 року. 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.

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

Якщо деякий процес відбувається кожні $T$ секунд, то його частота дорівнює ${\frac {1}{T}}$ 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 $2\pi$ 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

f=c/\lambda

,

тому у спектроскопії частоту електромагнітної хвилі іноді вимірюють у одиницях обернених довжині (традиційно — см^-1). Один обернений сантиметр дорівнює 29,98 гігагерц.

У квантовій механіці енергія будь-якої частинки пов'язана з її частотою рівнянням

E=h\nu

Відповідно, один герц дорівнює 6,62607015×10^—34джоулів (це значення дорівнює сталій Планка). На практиці зазвичай використовується значно менша одиниця виміру енергії, електронвольт. Один герц дорівнює 4,135 x 10^—15 електронвольта.

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:

{\text{Mel}}=2595\log _{10}\left(1+{\frac {f}{700}}\right)

{\text{Bark}}=13\arctan(0,00076f)+3,5\arctan((f/7500)^{2})

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:

FLOPS={\text{Cycles Per Second}}*{\text{Cores}}*{\text{Operations Per Cycle}}

Оскільки сучасні процесори зазвичай мають більш ніж одне ядро, і кожне ядро може виконувати більш ніж одну інструкцію за цикл

Частоти деяких процесів

Звук

Розмовний голос: 85—200 Гц (чоловічий), 160—340 Гц (жіночий)
Співацькі голоси: 256-1024 Гц (сопрано, високий жіночий голос), 127-512 Гц (тенор, високий чоловічий голос), 85-340 Гц (бас, низький чоловічий голос)
Діапазон піаніно: 27-4186 Гц
Чутний діапазон: 19-20000 Гц (нижче 19 Гц — інфразвук, вище 20000 Гц — ультразвук)

Електромагнітні хвилі

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
Масове радіомовлення: 530—1700 кГц (AM-радіо), 88—108 МГц (FM-радіо), 174—230 МГц (Цифрове радіо)
Телебачення: 470—862 МГц
Wi-Fi: 2,4 або 5 МГц
5G зв'язок (інтернет і дзвінки): 600-1000 МГц, 3,7—4 ГГц, 24-53 ГГЦ
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)
Мікрохвильові печі: 2,45 ГГц
"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.
Терабітний бездротовий зв'язок: 145 ГГц і вище
Терагерцева томографія^[en] — 0,25—4 ТГц
Інфрачервона спектроскопія: 12—120 ТГц
Інфрачервоні камери: 20—300 ТГц
Видиме світло: 400—790 ТГц
Частота ультрафіолетового випромінювання, потрібні для виробництва вітаміну D: 0,94—1,07 ПГц
Ультрафіолетові бактерицидні лампи: 1,18—1,62 ПГц
Рентгенівське випромінювання: 30—30000 ПГц

Людське тіло

Дихання: 0,25—0,3 Гц (у дорослих), до 1 Гц (у немовлят)
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

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)
Розхитування мосту Золота Брама: 0,05 Гц
Гравітаційні хвилі: 10—10000 Гц (обсерваторія LIGO)
Частота змінного струму: 50-60 Гц
Частота дискретизації в форматі MP3: 44100 Гц
Рекорд тактової частоти процесора (на 2025 рік): 9,12 ГГц

Кратні і частинні одиниці

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
10²⁷ Гц	роннагерц	РГц	RHz	10⁻²⁷ Гц	ронтогерц	рГц	rHz
10³⁰ Гц	кветагерц	КвГц	QHz	10⁻³⁰ Гц	квектогерц	квГц	qHz
застосовувати не рекомендовано

Символи Unicode

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:

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

Міжнародна система одиниць (SI)

[1]

[2]