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Hertz

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Este artículo trata sobre la unidad de medida. Para otros usos, consulte Hertz (desambiguación). "Hz" y "Megahertz" redireccionan aquí. Para otros usos, consulte Hz (desambiguación) y Megahertz (desambiguación).

Hertz
Unidad de sistema Unidad derivada del SI
Unidad de Frecuencia
Símbolo Hz
Lleva el nombre de Heinrich Hertz
En unidades base SI s −1
De arriba a abajo: luces parpadeando a frecuencias f =0,5 Hz,1.0 Hz y2,0 Hz ; es decir, a 0,5, 1,0 y 2,0 destellos por segundo, respectivamente. El tiempo entre cada destello - el período  T - está dado por 1 ⁄ f (el recíproco de f  ); es decir, 2, 1 y 0,5 segundos, respectivamente. (Imagen editada y ajustada al pulso de sincronización simétrica con Gimp)

El hercio (símbolo: Hz) es la unidad de frecuencia derivada en el Sistema Internacional de Unidades (SI) y se define como un ciclo por segundo. Lleva el nombre de Heinrich Rudolf Hertz (1857–1894), la primera persona que proporcionó una prueba concluyente de la existencia de ondas electromagnéticas. Los hercios se expresan comúnmente en múltiplos : kilohercios (10 3  Hz, kHz), megahercios (10 6  Hz, MHz), gigahercios (10 9  Hz, GHz), terahercios (10 12  Hz, THz), petahercios (10 15  Hz, PHz), exahercios (10 18  Hz, EHz) y zettahercios (10 21  Hz, ZHz).

Algunos de los usos más comunes de la unidad se encuentran en la descripción de ondas sinusoidales y tonos musicales, en particular los que se utilizan en aplicaciones de radio y relacionadas con el audio. También se utiliza para describir las velocidades de reloj a las que funcionan las computadoras y otros dispositivos electrónicos. En ocasiones, las unidades también se utilizan como representación de la energía, a través de la ecuación de energía fotónica ( E = h ν), con un hercio equivalente a h joules.

Contenido
  • 1 Definición
  • 2 Historia
  • 3 aplicaciones
    • 3.1 Vibración
    • 3.2 Radiación electromagnética
    • 3.3 Ordenadores
  • 4 múltiplos SI
  • 5 Véase también
  • 6 Notas y referencias
  • 7 Enlaces externos

Definición

El hercio se define como un ciclo por segundo. El Comité Internacional de Pesas y Medidas definió el segundo como "la duración de9 192 631 770 períodos de la radiación correspondientes a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio -133 "y luego añade:" De ello se deduce que la división hiperfina en el estado fundamental del átomo de cesio 133 es exactamente9 192 631 770 hertz, v (HFS Cs) =9 192 631 770  Hz. "La dimensión de la unidad hertz es 1 / tiempo (1 / T). Expresada en unidades SI básicas es 1 / segundo (1 / s). Pueden surgir problemas porque las unidades de medida angular (ciclo o radianes) se omiten en SI.

En inglés, "hertz" también se usa como forma plural. Como unidad SI, se puede prefijar Hz ; Los múltiplos comúnmente utilizados son kHz (kilohercios,10 3  Hz), MHz (megahercios,10 6  Hz), GHz (gigahercios,10 9  Hz) y THz (terahercios,10 12  Hz). Un hercio simplemente significa "un ciclo por segundo" (típicamente, lo que se cuenta es un ciclo completo);100 Hz significa "cien ciclos por segundo", etc. La unidad se puede aplicar a cualquier evento periódico; por ejemplo, se podría decir que un reloj marca a las1 Hz, o se podría decir que un corazón humano late a1,2 Hz.

La tasa de ocurrencia de eventos aperiódicos o estocásticos se expresa en segundos recíprocos o segundos inversos (1 / so s −1) en general o, en el caso específico de desintegración radiactiva, en becquerels. Mientras que1 Hz es un ciclo por segundo,1 Bq es un evento de radionúclido aperiódico por segundo.

Aunque la velocidad angular, la frecuencia angular y la unidad de hercios tienen la dimensión 1 / s, la velocidad angular y la frecuencia angular no se expresan en hercios, sino en una unidad angular apropiada, como radianes por segundo. Por lo tanto se dice que un disco que gira a 60 revoluciones por minuto (rpm) que se gira a cualquiera de 2 π  rad / s o 1 Hz, donde el primero mide la velocidad angular y el segundo refleja el número de revoluciones completas por segundo. La conversión entre una frecuencia f medida en hercios y una velocidad angular ω medida en radianes por segundo es

ω=2πF
{\ Displaystyle \ omega = 2 \ pi f \,}y. F= ω 2 π
{\ Displaystyle f = {\ frac {\ omega} {2 \ pi}} \,}

El hertz lleva el nombre de Heinrich Hertz. Al igual que con todos los SI unidad lleva el nombre de una persona, su símbolo comienza con una mayúscula letra (Hz), pero cuando se escribe en su totalidad sigue las reglas de capitalización de un nombre común ; es decir, " hertz " se escribe con mayúscula al comienzo de una oración y en los títulos, pero por lo demás se escribe en minúsculas.

Historia

El hercio lleva el nombre del físico alemán Heinrich Hertz (1857-1894), quien hizo importantes contribuciones científicas al estudio del electromagnetismo. El nombre fue establecido por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) en 1935. Fue adoptado por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) ( Conférence générale des poids et mesures) en 1960, reemplazando el nombre anterior de la unidad, ciclos por segundo (cps), junto con sus múltiplos relacionados, principalmente kilociclos por segundo (kc / s) y megaciclos por segundo (Mc / s), y ocasionalmente kilómetros por segundo (kMc / s). El término ciclos por segundo fue reemplazado en gran parte por hercios en la década de 1970.

A veces se omitió "por segundo", de modo que "megaciclos" (Mc) se utilizó como abreviatura de "megaciclos por segundo" (es decir, megahercios (MHz)).

Aplicaciones

Una onda sinusoidal con frecuencia variable. Un latido es un ejemplo de un fenómeno periódico no sinusoidal que puede analizarse en términos de frecuencia. Se ilustran dos ciclos.

Vibración

El sonido es una onda longitudinal viajera que es una oscilación de presión. Los seres humanos perciben la frecuencia de las ondas sonoras como tono. Cada nota musical corresponde a una frecuencia particular que se puede medir en hercios. El oído de un bebé es capaz de percibir frecuencias que van desde20 Hz hasta20 000  Hz ; el ser humano adulto promedio puede escuchar sonidos entre20 Hz y16 000  Hz. El rango de ultrasonido, infrasonido y otras vibraciones físicas, como vibraciones moleculares y atómicas, se extiende desde unos pocos femtohercios hasta el rango de terahercios y más allá.

Radiación electromagnética

La radiación electromagnética se describe a menudo por su frecuencia, el número de oscilaciones de los campos eléctricos y magnéticos perpendiculares por segundo, expresada en hercios.

La radiación de radiofrecuencia generalmente se mide en kilohercios (kHz), megahercios (MHz) o gigahercios (GHz). La luz es radiación electromagnética que tiene una frecuencia aún más alta y tiene frecuencias en el rango de decenas ( infrarrojos ) a miles ( ultravioleta ) de terahercios. La radiación electromagnética con frecuencias en el rango bajo de terahercios (intermedias entre las de las frecuencias de radio normalmente utilizables más altas y la luz infrarroja de onda larga) a menudo se denomina radiación de terahercios. Existen incluso frecuencias más altas, como la de los rayos gamma, que se pueden medir en exahercios (EHz). (Por razones históricas, las frecuencias de la luz y la radiación electromagnética de mayor frecuencia se especifican más comúnmente en términos de sus longitudes de onda o energías de fotones : para un tratamiento más detallado de este y los rangos de frecuencia anteriores, consulte el espectro electromagnético ).

Ordenadores

Más información sobre por qué la frecuencia, incluso para gigahercios (GHz), etc., es un indicador de velocidad defectuoso para computadoras: Mito de megahercios

En las computadoras, la mayoría de las unidades de procesamiento central (CPU) están etiquetadas en términos de su frecuencia de reloj expresada en megahercios (10 6  Hz) o gigahercios (10 9  Hz). Esta especificación se refiere a la frecuencia de la señal del reloj maestro de la CPU. Esta señal es una onda cuadrada, que es un voltaje eléctrico que cambia entre valores lógicos altos y bajos a intervalos regulares. Dado que el hercio se ha convertido en la unidad de medida principal aceptada por la población en general para determinar el rendimiento de una CPU, muchos expertos han criticado este enfoque, que afirman que es un punto de referencia fácilmente manipulable. Algunos procesadores utilizan múltiples períodos de reloj para realizar una sola operación, mientras que otros pueden realizar múltiples operaciones en un solo ciclo. Para las computadoras personales, las velocidades de reloj de la CPU han oscilado entre aproximadamente1 MHz a fines de la década de 1970 ( Atari, Commodore, computadoras Apple ) hasta6 GHz en microprocesadores IBM POWER.

Varios buses de computadora, como el bus frontal que conecta la CPU y el puente norte, también operan en varias frecuencias en el rango de megahercios.

Múltiplos SI

SI múltiplos de hercios (Hz)
Submúltiplos Múltiplos
Valor Símbolo SI Nombre Valor Símbolo SI Nombre
10 −1 Hz dHz decihercios 10 1 Hz daHz decahercios
10 -2 Hz cHz centihercios 10 2 Hz hHz hectohercios
10 −3 Hz megahercio milihercios 10 3 Hz kHz kilohercio
10 −6 Hz µHz microhercios 10 6 Hz megahercio megahercio
10 −9 Hz nHz nanohercios 10 9 Hz GHz gigahercios
10 -12 Hz pHz picohercios 10 12 Hz THz terahercios
10 -15 Hz fHz femtohercios 10 15 Hz PHz petahercios
10 −18 Hz aHz attohercio 10 18 Hz EHz exahertz
10 −21 Hz zHz zeptohercios 10 21 Hz ZHz zettahercios
10 −24 Hz yHz yoctohercios 10 24 Hz YHz yottahercios
Las unidades comunes con prefijo están en negrita.

Se cree que las frecuencias más altas de las que el Sistema Internacional de Unidades proporciona prefijos ocurren naturalmente en las frecuencias de las vibraciones mecánicas cuánticas de partículas de alta energía o, de manera equivalente, masivas, aunque estas no son directamente observables y deben inferirse de sus interacciones. con otros fenómenos. Por convención, estos normalmente no se expresan en hercios, sino en términos de la energía cuántica equivalente, que es proporcional a la frecuencia por el factor de la constante de Planck.

Hertz: caracteres Unicode.
Símbolo Nombre Número Unicode
㎐ Hertz (cuadrado HZ) U + 3390
㎑ Kilohercio (KHZ cuadrado) U + 3391
㎒ Megahercios (MHZ cuadrado) U + 3392
㎓ Gigahercios (GHZ cuadrado) U + 3393
㎔ Terahercios (THZ cuadrado) U + 3394

Ver también

notas y referencias

enlaces externos

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