Герц (единица измерения)

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Герц (символ: Гц) является производной единицей частоты в Международной системе единиц (СИ) и определяется как один цикл в секунду.[1] Она названа в честь Генриха Рудольфа Герца, первого человека, предоставившего убедительные доказательства существования электромагнитных волн. Герцы обычно выражаются в единицах: килогерцы (103 Гц, кГц), мегагерцы (106 Гц, МГц), гигагерцы (109 Гц, ГГц), терагерцы (1012 Гц, ТГц), петагерцы (1015 Гц, пГц), эксагерцы (1018 Гц). Гц, Гц) и зеттахерца (1021 Гц, Гц).

Некоторые из наиболее распространенных применений устройства — это описание синусоидальных волн и музыкальных тонов, особенно тех, которые используются в приложениях, связанных с радио и аудио. Он также используется для описания тактовых частот, с которыми работают компьютеры и другая электроника. Единицы измерения иногда также используются как представление энергии через уравнение энергии фотонов (E=hν), где один герц эквивалентен h джоулям.

Определение[править]

Герц определяется как один цикл в секунду. Международный комитет мер и весов определил второй как «продолжительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133»[2][3] и затем добавляет: «Отсюда следует, что сверхтонкое расщепление в основном состоянии атома цезия 133 составляет точно 9 192 631 770 герц, ν (hfs Cs) = 9 192 631 770 Гц». Размерность единицы герц — 1/время (1/T). Выражается в базовых единицах СИ, это 1/секунда (1/с). Проблемы могут возникнуть из-за того, что единицы измерения угла (цикл или радиан) опущены в системе СИ.[4][5][6][7]

Частота возникновения апериодических или стохастических событий выражается в обратной секунде (1/с или с−1) в целом или, в конкретном случае радиоактивного распада, в беккерелях.[8] В то время как 1 Гц — это один цикл в секунду, 1 Бк — одно апериодическое радионуклидное событие в секунду.

История[править]

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.[9] Он был принят Генеральной конференцией по мерам и весам (CGPM) (Conférence générale des poids et mesures) в 1960 году, заменив прежнее название единицы, циклов в секунду (cps), а также связанных с ней кратных величин, в основном килоциклов в секунду (Кц/с) и мегациклов в секунду (Мц/с), а иногда и киломегациклов в секунду (кМц/с). К 1970-м годам термин «циклы в секунду» был в основном заменен на «герц». Один журнал для любителей, Electronics Illustrated, заявил о своем намерении придерживаться традиционных моделей Кц, Мц. и т. д.

Кратные и дольные единицы[править]

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
101 Гц декагерц даГц daHz 10−1 Гц децигерц дГц dHz
102 Гц гектогерц гГц hHz 10−2 Гц сантигерц сГц cHz
103 Гц килогерц кГц kHz 10−3 Гц миллигерц мГц mHz
106 Гц мегагерц МГц MHz 10−6 Гц микрогерц мкГц µHz
109 Гц гигагерц ГГц GHz 10−9 Гц наногерц нГц nHz
1012 Гц терагерц ТГц THz 10−12 Гц пикогерц пГц pHz
1015 Гц петагерц ПГц PHz 10−15 Гц фемтогерц фГц fHz
1018 Гц эксагерц ЭГц EHz 10−18 Гц аттогерц аГц aHz
1021 Гц зеттагерц ЗГц ZHz 10−21 Гц зептогерц зГц zHz
1024 Гц иоттагерц ИГц YHz 10−24 Гц иоктогерц иГц yHz
     применять не рекомендуется      не применяются или редко применяются на практике

Источники[править]

  1. «hertz». (1992). American Heritage Dictionary of the English Language (3rd ed.), Boston: Houghton Mifflin.
  2. SI Brochure: The International System of Units (SI) § 2.3.1 Base units (en-gb, fr) (PDF). BIPM (2019). Проверено 2 февраля 2021.
  3. SI Brochure: The International System of Units (SI) § Appendix 1. Decisions of the CGPM and the CIPM (en-gb, fr) (PDF). BIPM (2019). Проверено 2 февраля 2021.
  4. (2015) «Dimensionless Units in the SI». Metrologia 52 (1): 40–47. DOI:10.1088/0026-1394/52/1/40. Bibcode2015Metro..52...40M.
  5. (2016) «On the units radian and cycle for the quantity plane angle». Metrologia 53 (3): 991–997. DOI:10.1088/0026-1394/53/3/991. Bibcode2016Metro..53..991M.
  6. (7 August 2011) «SI units need reform to avoid confusion». Nature 548 (7666). DOI:10.1038/548135b. PMID 28796224.
  7. (2019) «The Planck constant and its units». J Quant Spectrosc Radiat Transfer 237. DOI:10.1016/j.jqsrt.2019.106594. Bibcode2019JQSRT.23706594B.
  8. «(d) The hertz is used only for periodic phenomena, and the becquerel (Bq) is used only for stochastic processes in activity referred to a radionuclide.» BIPM – Table 3. BIPM. Проверено 24 октября 2012.
  9. IEC History. Iec.ch. Проверено 6 января 2021.
SI base unit.svg
Основные единицы

Ампер · Кандела · Кельвин · Килограмм · Метр · Моль · Секунда

Производные единицы

Беккерель · Ватт · Вебер · Вольт · Генри · Герц · Градус Цельсия · Грей · Джоуль · Зиверт · Катал · Кулон · Люкс · Люмен · Ньютон · Ньютон-метр · Ом · Паскаль · Радиан · Сименс · Стерадиан · Тесла · Фарад

Принятые для использования
с СИ

Ангстрем · Астрономическая единица · Гектар · Градус дуги (Минута дуги, Секунда дуги) · Дальтон (Атомная единица массы) · Децибел · Квадратный метр · Литр, Кубический километр · Микрограмм (Миллиграмм) · Микросекунда (Миллисекунда, Наносекунда) · Микрометр (Нанометр, Миллиметр, Сантиметр, Фемтометр, Километр) · Непер · Сутки (Час, Минута) · Световой год · Тонна · Электронвольт
Атомная система единиц · Естественная система единиц

См. также

Бакт · Измерение · История метрической системы · Квантовая система единиц · Новые определения СИ · Планковская длина · Преобразование единиц · Приставки СИ · Произвольная единица · Система физических величин