Hertz

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 aplicativos relacionados 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 = hν, onde E é o fóton& #39;s energia, 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 duração de 9192631770 períodos da radiação correspondentes à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio-133" e acrescenta: "Segue-se que a divisão hiperfina no estado fundamental do átomo de césio 133 é exatamente 9192631770 hertz, ν_{hfs Cs} = 9192631 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 como a forma plural. Como uma unidade SI, Hz pode ser prefixado; os múltiplos comumente usados são kHz (kilohertz, 10³ Hz), MHz (megahertz, 10⁶ Hz), GHz (gigahertz, 10⁹ Hz) e THz (terahertz, 10¹² Hz). 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 marca 1 Hz, ou pode-se dizer que um coração humano bate a 1,2 Hz.

A taxa de ocorrência de eventos aperiódicos ou estocásticos é expressa em segundo recíproco ou segundo inverso (1/s ou s⁻¹) em geral ou, no caso específico da radioatividade, em becquerel. Considerando que 1 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 rotações por minuto (rpm) tem uma velocidade angular de 2π rad/s e um frequência de rotação de 1 Hz. A correspondência entre uma frequência f com a unidade hertz e uma velocidade angular ω com a unidade radianos por segundo é

ω ω = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =2D D f{displaystyle omega =2pi f} e f= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =ω ω 2D D .Não. Não. Sim.

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 em títulos, mas 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 anterior nome da unidade, "ciclos por segundo" (cps), junto 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" pela década de 1970.

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

Aplicativos

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 de 20 Hz a 20000 Hz; o ser humano adulto médio pode ouvir sons entre 20 Hz e 16000 Hz. A faixa de ultrassom, infra-som 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 elétrico e magnético perpendiculares por segundo—expressa em hertz.

A radiação de radiofrequência geralmente é medida em kilohertz (kHz), megahertz (MHz) ou gigahertz (GHz). A luz é a radiação eletromagnética com 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 variam de aproximadamente 1 MHz no final dos anos 1970 (Atari, Commodore, computadores Apple) até 6 GHz em microprocessadores IBM Power.

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

Múltiplos SI

Múltiplos SI de hertz (Hz)

Submultiplas				Múltiplos
Valor	Símbolo de SI	Nome		Valor	Símbolo de SI	Nome
10.- Sim.Hz	D Hz	Decihertz		10.1Hz	da hora	descarregando
10.-2Hz	c Hz	Centihertz		10.2Hz	h Hz	Ele não sabe.
10.-3Hz	m Hz	O que fazer?		10.3Hz	k Hz	quilhertz
10.-6Hz	μ Hz	microhertz		10.6Hz	MHz	megahertz
10.-9Hz	n Hz	Não sei.		10.9Hz	GHz	A sério?
10.-12.Hz	p Hz	O que é?		10.12Hz	THz	Terahertz
10.- 15.Hz	f Hz	O que fazer?		10.15Hz	PHz	Não sei.
10.-18Hz	um Hz	Adorando		10.18.Hz	EHz	exahertz
10.- Sim.Hz	zangão. Hz	O que é isso?		10.21Hz	ZHz	Boa sorte.
10.- 24.Hz	Sim. Hz	O que é?		10.24.Hz	YHz	Eu sei.
10.-27Hz	R Hz	Não sei.		10.27Hz	RHz	Não sei.
10.- Não.Hz	q Hz	Que tal?		10.30Hz	QHz	O que é isso?
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 de 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 Hz SQUARE HZ
• U+3391 kHz SQUARE KHZ
• U+3392 MHz SQUARE MHZ
• U+3393 GHz SQUARE GHZ
• U+3394 THz SQUARE THZ

Notas e referências