Hertz -Hertz

hertz
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De cima para baixo: Luzes piscando nas frequências f =0,5 Hz ,1,0 Hz e2,0 Hz ; ou seja, a 0,5, 1,0 e 2,0 flashes por segundo, respectivamente. O tempo entre cada flash – o período  T  – é dado por 1f (o recíproco de f  ); ou seja, 2, 1 e 0,5 segundos, respectivamente.
informações gerais
Sistema de unidades SI
Unidade de frequência
Símbolo Hz
Nomeado após Heinrich Hertz
Em unidades básicas do SI s -1

O hertz (símbolo: Hz ) é a unidade de frequência no Sistema Internacional de Unidades (SI), equivalente a um evento (ou ciclo ) por segundo . O hertz é uma unidade derivada do SI cuja expressão em termos de unidades de base do SI é s −1 , significando que um hertz é o recíproco de um segundo. É nomeado após Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894), a primeira pessoa a fornecer provas conclusivas da existência de ondas eletromagnéticas . Hertz são comumente expressos em múltiplos : kilohertz (kHz), megahertz (MHz), gigahertz (GHz), terahertz (THz).

Alguns dos usos mais comuns da unidade estão na descrição de formas de onda periódicas e tons musicais , particularmente aqueles usados ​​em aplicações relacionadas a rádio e áudio. Também é usado para descrever as velocidades de clock nas quais os computadores e outros eletrônicos são acionados. As unidades às vezes também são usadas como uma representação da energia de um fóton , por meio da relação de Planck E  =  , onde E é a energia do fóton, ν é sua frequência e h é a constante de Planck .

Definição

O hertz é equivalente a um ciclo por segundo . O Comitê Internacional de Pesos e Medidas definiu o segundo como "a duração9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio -133" e depois acrescenta: "Segue-se que a divisão hiperfina no estado fundamental do átomo de césio 133 é exatamente9 192 631 770  hertz , ν hfs Cs =9 192 631 770  Hz ." A dimensão da unidade hertz é 1/tempo (T −1 ). Expressa em unidades básicas do SI, a unidade é o segundo recíproco (1/s).

Em inglês, "hertz" também é usado no plural. Como uma unidade SI, Hz pode ser prefixado ; múltiplos comumente usados ​​são kHz (kilohertz,10 3  Hz ), MHz (megahertz,10 6  Hz ), GHz (gigahertz,10 9  Hz ) e THz (terahertz,10 12Hz )  . Um hertz significa simplesmente "um evento por segundo" (onde o evento sendo contado pode ser um ciclo completo);100 Hz significa "cem eventos por segundo", e assim por diante. A unidade pode ser aplicada a qualquer evento periódico - por exemplo, pode-se dizer que um relógio bate às1 Hz , ou pode-se dizer que um coração humano bate a1,2 Hz .

A taxa de ocorrência de eventos aperiódicos ou estocásticos é expressa em segundos recíprocos ou segundos inversos (1/s ou s −1 ) em geral ou, no caso específico da radioatividade , em becquerels . Enquanto1 Hz é um ciclo (ou evento periódico) por segundo,1 Bq é um evento de radionuclídeo por segundo, em média.

Embora frequência, velocidade angular , frequência angular e radioatividade tenham todas a dimensão T −1 , apenas a frequência é expressa usando a unidade hertz. Assim, diz-se que um disco girando a 60 revoluções por minuto (rpm) tem uma velocidade angular de 2 π  rad/s e uma frequência de rotação de1 Hz . A correspondência entre uma frequência f com a unidade hertz e uma velocidade angular ω com a unidade radianos por segundo é

e

O hertz tem o nome de Heinrich Hertz . Tal como acontece com todas as unidades SI nomeadas para uma pessoa, seu símbolo começa com uma letra maiúscula (Hz), mas quando escrito por extenso segue as regras de capitalização de um substantivo comum ; ou seja, " hertz " torna-se maiúsculo no início de uma frase e nos títulos, mas, caso contrário, está em minúsculas.

História

O hertz recebeu o nome do físico alemão Heinrich Hertz (1857–1894), que fez importantes contribuições científicas para o estudo do eletromagnetismo . O nome foi estabelecido pela Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) em 1935. Foi adotado pela Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM) ( Conférence générale des poids et mesures ) em 1960, substituindo o nome anterior da unidade, "ciclos por segundo" (cps), juntamente com seus múltiplos relacionados, principalmente "quilociclos por segundo" (kc/s) e "megaciclos por segundo" (Mc/s) e, ocasionalmente, "quilomegaciclos por segundo" (kMc/s). O termo "ciclos por segundo" foi amplamente substituído por "hertz" na década de 1970.

Em alguns usos, o "por segundo" foi omitido, de modo que "megaciclos" (Mc) foi usado como abreviação de "megaciclos por segundo" (ou seja, megahertz (MHz)).

Formulários

Uma onda senoidal com frequência variável
Um batimento cardíaco é um exemplo de fenômeno periódico não senoidal que pode ser analisado em termos de frequência. Dois ciclos são ilustrados.

Som e vibração

O som é uma onda longitudinal em movimento , que é uma oscilação de pressão . Os humanos percebem a frequência de um som como seu tom . Cada nota musical corresponde a uma frequência específica. O ouvido de uma criança é capaz de perceber frequências que variam de20 Hz a20 000  Hz ; o ser humano adulto médio pode ouvir sons entre20 Hz e16 000  Hz . A faixa de ultrassom , infrassom e outras vibrações físicas, como vibrações moleculares e atômicas , se estende de alguns femtohertz até a faixa de terahertz e além.

Radiação eletromagnética

A radiação eletromagnética é frequentemente descrita por sua frequência – o número de oscilações dos campos elétricos e magnéticos perpendiculares por segundo – expressa em hertz.

A radiação de radiofrequência geralmente é medida em kilohertz (kHz), megahertz (MHz) ou gigahertz (GHz). A luz é uma radiação eletromagnética de frequência ainda maior e tem frequências na faixa de dezenas ( infravermelho ) a milhares ( ultravioleta ) de terahertz. A radiação eletromagnética com frequências na faixa baixa de terahertz (intermediária entre as frequências de rádio mais altas normalmente utilizáveis ​​e a luz infravermelha de onda longa) é freqüentemente chamada de radiação terahertz . Existem frequências ainda mais altas, como a dos raios gama , que podem ser medidas em exahertz (EHz). (Por razões históricas, as frequências da luz e da radiação eletromagnética de frequência mais alta são mais comumente especificadas em termos de seus comprimentos de onda ou energias de fótons : para um tratamento mais detalhado desta e das faixas de frequência acima, consulte Espectro eletromagnético ).

Computadores

Nos computadores, a maioria das unidades centrais de processamento (CPU) são rotuladas em termos de sua taxa de clock expressa em megahertz ( MHz ) ou gigahertz ( GHz ). Esta especificação refere-se à frequência do sinal de clock mestre da CPU . Esse sinal é nominalmente uma onda quadrada , que é uma tensão elétrica que alterna entre níveis lógicos baixo e alto em intervalos regulares. Como o hertz se tornou a principal unidade de medida aceita pela população em geral para determinar o desempenho de uma CPU, muitos especialistas criticaram essa abordagem, que afirmam ser um benchmark facilmente manipulável . Alguns processadores usam vários ciclos de clock para executar uma única operação, enquanto outros podem executar várias operações em um único ciclo. Para computadores pessoais, as velocidades de clock da CPU variaram de aproximadamente1 MHz no final dos anos 1970 ( Atari , Commodore , computadores Apple ) até6 GHz em microprocessadores IBM Power .

Vários barramentos de computador , como o barramento frontal que conecta a CPU e a ponte norte , também operam em várias frequências na faixa de megahertz.

múltiplos SI

Múltiplos SI de hertz (Hz)
Submúltiplos Múltiplos
Valor símbolo SI Nome Valor símbolo SI Nome
10 −1  Hz dHz decihertz 10 1  Hz daHz decahertz
10 −2  Hz cHz centihertz 10 2  Hz hHz hectohertz
10 −3  Hz mHz milihertz 10 3  Hz kHz kilohertz
10 −6  Hz µHz microhertz 10 6  Hz MHz megahertz
10 −9  Hz nHz nanohertz 10 9  Hz GHz gigahertz
10 −12  Hz pHz picohertz 10 12  Hz THz terahertz
10 −15  Hz fHz femtohertz 10 15  Hz PHz petahertz
10 −18  Hz aHz attohertz 10 18  Hz EHz exahertz
10 −21  Hz zHz zeptohertz 10 21  Hz ZHz zettahertz
10 −24  Hz yHz yoctohertz 10 24  Hz YHz yottahertz
10 −27  Hz rHz rontohertz 10 27  Hz RHz ronnahertz
10 −30  Hz qHz quectohertz 10 30  Hz QHz quettahertz
Unidades prefixadas comuns estão em negrito.

Acredita-se que frequências mais altas do que o Sistema Internacional de Unidades fornece prefixos ocorram naturalmente nas frequências das vibrações quânticas de partículas massivas, embora estas não sejam diretamente observáveis ​​e devam ser inferidas por meio de outros fenômenos. Por convenção, estes normalmente não são expressos em hertz, mas em termos de energia equivalente, que é proporcional à frequência pelo fator da constante de Planck .

Unicode

O bloco CJK Compatibility em Unicode contém caracteres para unidades SI comuns para frequência. Eles são destinados à compatibilidade com codificações de caracteres do Leste Asiático e não para uso em novos documentos (que deveriam usar letras latinas, por exemplo, "MHz").

  • U+3390 QUADRADO HZ
  • U+3391 QUADRADO KHZ
  • U+3392 QUADRADO MHZ
  • U+3393 QUADRADO GHZ
  • U+3394 THZ QUADRADO

Veja também

Notas e referências

links externos