Hertz

Hertz ⓘ
Birim sistemi	SI türetilmiş birim
Birimi	Frekans
Sembol	Hz
Adını	Heinrich Hertz
SI temel birimlerinde	s-1

Yukarıdan aşağıya: f = 0,5 Hz, 1,0 Hz ve 2,0 Hz frekanslarında yanıp sönen ışıklar; yani saniyede sırasıyla 0,5, 1,0 ve 2,0 yanıp sönme. Her bir flaş arasındaki süre - T periyodu - 1⁄f (f'nin tersi) ile verilir; yani sırasıyla 2, 1 ve 0,5 saniye. ⓘ

Hertz (sembol: Hz) Uluslararası Birimler Sisteminde (SI) frekans birimidir ve saniyede bir döngü olarak tanımlanır. Hertz, SI temel birimleri cinsinden ifadesi s-1 olan SI'dan türetilmiş bir birimdir, yani bir hertz bir saniyenin karşılığıdır. Adını elektromanyetik dalgaların varlığına dair kesin kanıtlar sunan ilk kişi olan Heinrich Rudolf Hertz'den (1857-1894) almıştır. Hertz genellikle katlarıyla ifade edilir: kilohertz (10³ Hz, kHz), megahertz (10⁶ Hz, MHz), gigahertz (10⁹ Hz, GHz), terahertz (10¹² Hz, THz). ⓘ

Birimin en yaygın kullanım alanlarından bazıları sinüs dalgalarının ve müzik tonlarının, özellikle de radyo ve sesle ilgili uygulamalarda kullanılanların tanımlanmasıdır. Ayrıca bilgisayarların ve diğer elektronik cihazların çalıştırıldığı saat hızlarını tanımlamak için de kullanılır. Birimler bazen E=hν Planck ilişkisi aracılığıyla bir fotonun enerjisinin bir temsili olarak da kullanılır; burada E fotonun enerjisi, ν frekansı ve h orantılılık sabiti Planck sabitidir. ⓘ

Tanım

Hertz, saniyede bir döngü olarak tanımlanır. Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Komitesi saniyeyi "Sezyum-133 atomunun temel durumunun iki hiperfine seviyesi arasındaki geçişe karşılık gelen radyasyonun 9192631770 periyodunun süresi" olarak tanımlamış ve ardından eklemiştir: "Sezyum 133 atomunun temel durumundaki hiper ince bölünmenin tam olarak 9192631770 hertz, ν(hfs Cs) = 9192631770 Hz olduğu sonucuna varılır." Birim hertzin boyutu 1/zamandır (1/T). Temel SI birimlerinde ifade edildiğinde, birim 1/saniyedir (1/s). ⓘ

İngilizce'de "hertz" çoğul olarak da kullanılır. Bir SI birimi olarak Hz'nin önüne ek getirilebilir; yaygın olarak kullanılan katları kHz (kilohertz, 10³ Hz), MHz (megahertz, 10⁶ Hz), GHz (gigahertz, 10⁹ Hz) ve THz'dir (terahertz, 10¹² Hz). Bir hertz basitçe "saniyede bir döngü" anlamına gelir (tipik olarak sayılan tam bir döngüdür); 100 Hz "saniyede yüz döngü" anlamına gelir ve bu böyle devam eder. Bu birim herhangi bir periyodik olaya uygulanabilir - örneğin, bir saatin 1 Hz'de tik tak ettiği söylenebilir veya bir insan kalbinin 1,2 Hz'de attığı söylenebilir. ⓘ

Periyodik veya stokastik olayların meydana gelme oranı genel olarak karşılıklı saniye veya ters saniye (1/s veya s-1) veya radyoaktivite özelinde becquerel cinsinden ifade edilir. 1 Hz saniyede bir döngü (veya periyodik olay) iken, 1 Bq saniyede bir aperiodik radyonüklid olayıdır. ⓘ

Frekans, açısal hız, açısal frekans ve radyoaktivitenin hepsi 1/T boyutuna sahip olsa da, bunlardan sadece frekans hertz cinsinden ifade edilir. Dolayısıyla dakikada 60 devirle (rpm) dönen bir diskin açısal hızının 2π rad/s ve dönme frekansının 1 Hz olduğu söylenir. Hertz birimine sahip bir f frekansı ile saniye başına radyan birimine sahip bir ω açısal hızı arasındaki ilişki şöyledir

$\omega =2\pi f\,$ ve $f={\frac {\omega }{2\pi }}\,$. ⓘ

Hertz adını Heinrich Hertz'den almıştır. Bir kişi için isimlendirilen her SI biriminde olduğu gibi, sembolü büyük harfle (Hz) başlar, ancak tam olarak yazıldığında ortak bir ismin büyük harfle yazılması kurallarına uyar; yani, "hertz" cümle başında ve başlıklarda büyük harfle yazılır, ancak bunun dışında küçük harfle yazılır. ⓘ

Tarihçe

Hertz, adını elektromanyetizma çalışmalarına önemli bilimsel katkılarda bulunan Alman fizikçi Heinrich Hertz'den (1857-1894) almıştır. Bu isim 1935 yılında Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) tarafından belirlenmiştir. Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı (CGPM) (Conférence générale des poids et mesures) tarafından 1960 yılında kabul edilmiş ve birimin önceki adı olan "saniyedeki devir" (cps) ile birlikte başta "saniyedeki kilosikl" (kc/s) ve "saniyedeki megasikl" (Mc/s) ve bazen de "saniyedeki kilomegasikl" (kMc/s) olmak üzere ilgili katlarının yerini almıştır. "Saniyedeki devir" terimi 1970'lerde yerini büyük ölçüde "hertz "e bırakmıştır. ⓘ

Bazen "saniye başına" sıfat biçimi çıkarılmış, böylece "megacycles" (Mc) "megacycles per second" (yani megahertz (MHz)) kısaltması olarak kullanılmıştır. ⓘ

Uygulamalar

Değişken frekanslı bir sinüs dalgası ⓘ

Kalp atışı, frekans açısından analiz edilebilecek sinüzoidal olmayan periyodik bir olguya örnektir. İki döngü gösterilmiştir. ⓘ

Titreşim

Ses, bir basınç salınımı olan uzunlamasına hareket eden bir dalgadır. İnsanlar ses dalgalarının frekansını perde olarak algılar. Her müzik notası, hertz cinsinden ölçülebilen belirli bir frekansa karşılık gelir. Bir bebeğin kulağı 20 Hz ile 20000 Hz arasında değişen frekansları algılayabilir; ortalama bir yetişkin insan 20 Hz ile 16000 Hz arasındaki sesleri duyabilir. Ultrason, infrasound ve moleküler ve atomik titreşimler gibi diğer fiziksel titreşimlerin aralığı birkaç femtohertzden terahertz aralığına ve ötesine uzanır. ⓘ

Elektromanyetik radyasyon

Elektromanyetik radyasyon genellikle frekansı ile tanımlanır - saniyede dik elektrik ve manyetik alanların salınım sayısı - hertz cinsinden ifade edilir. ⓘ

Radyo frekansı radyasyonu genellikle kilohertz (kHz), megahertz (MHz) veya gigahertz (GHz) cinsinden ölçülür. Işık, frekansı daha da yüksek olan elektromanyetik radyasyondur ve onlarca (kızılötesi) ila binlerce (ultraviyole) terahertz aralığında frekanslara sahiptir. Düşük terahertz aralığında (normalde kullanılabilen en yüksek radyo frekansları ile uzun dalga kızılötesi ışık arasında) frekanslara sahip elektromanyetik radyasyon genellikle terahertz radyasyon olarak adlandırılır. Ekzahertz (EHz) cinsinden ölçülebilen gama ışınları gibi daha da yüksek frekanslar mevcuttur. (Tarihsel nedenlerden dolayı, ışığın ve daha yüksek frekanslı elektromanyetik radyasyonun frekansları daha yaygın olarak dalga boyları veya foton enerjileri açısından belirtilir: bunun ve yukarıdaki frekans aralıklarının daha ayrıntılı bir tedavisi için elektromanyetik spektruma bakın). ⓘ

Bilgisayarlar

Bilgisayarlarda, çoğu merkezi işlem birimi (CPU) megahertz (10⁶ Hz) veya gigahertz (10⁹ Hz) olarak ifade edilen saat hızları açısından etiketlenir. Bu spesifikasyon CPU'nun ana saat sinyalinin frekansını ifade eder. Bu sinyal, düzenli aralıklarla düşük ve yüksek mantık değerleri arasında geçiş yapan bir elektrik voltajı olan bir kare dalgadır. Hertz, bir CPU'nun performansını belirlemek için genel halk tarafından kabul edilen birincil ölçüm birimi haline geldiğinden, birçok uzman kolayca manipüle edilebilir bir kriter olduğunu iddia ettikleri bu yaklaşımı eleştirmiştir. Bazı işlemciler tek bir işlemi gerçekleştirmek için birden fazla saat periyodu kullanırken, diğerleri tek bir döngüde birden fazla işlem gerçekleştirebilir. Kişisel bilgisayarlar için CPU saat hızları 1970'lerin sonlarında yaklaşık 1 MHz'den (Atari, Commodore, Apple bilgisayarları) IBM Power mikroişlemcilerinde 6 GHz'e kadar değişmiştir. ⓘ

CPU ve kuzey köprüsünü birbirine bağlayan ön taraftaki veri yolu gibi çeşitli bilgisayar veri yolları da megahertz aralığında çeşitli frekanslarda çalışır. ⓘ

Tanım

Hertz ; saniye başına düşen devir sayısını ifade eder. 1 Hertz saniyede bir devir veya 1 MHz saniye başına bir milyon (1,000,000/s) devir şeklinde tanımlanır. ⓘ

1 Hz = 1 s^{-1 ⓘ}

Bu birim herhangi bir periyodik olaya uyarlanabilir. Mesela; bir insan kalbi 1.2 Hz ile atıyor denebilir. Elektromanyetik dalgaların salınımları, bilgisayar parçaları arasındaki veri akımı ile RAM ve işlemci gibi parçaların hızları MHz (10⁶ Hz) veya GHz (10⁹ Hz) olarak ifade edilir. ⓘ

Katı	Adı	Sembol		Katı	Adı	Sembol ⓘ
100	hertz	Hz
101	dekahertz	daHz		10–1	desihertz	dHz
102	hektohertz	hHz		10–2	santihertz	cHz
103	kilohertz	kHz		10–3	milihertz	mHz
106	megahertz	MHz		10–6	mikrohertz	µHz
109	gigahertz	GHz		10–9	nanohertz	nHz
1012	terahertz	THz		10–12	pikohertz	pHz
1015	petahertz	PHz		10–15	femtohertz	fHz
1018	egzahertz	EHz		10–18	attohertz	aHz
1021	zettahertz	ZHz		10–21	zeptohertz	zHz
1024	yottahertz	YHz		10–24	yoktohertz	yHz

Uluslararası Birimler Sisteminin ön ekler sağladığından daha yüksek frekansların, yüksek enerjili veya eşdeğer olarak büyük kütleli parçacıkların kuantum-mekanik titreşimlerinin frekanslarında doğal olarak meydana geldiğine inanılmaktadır, ancak bunlar doğrudan gözlemlenebilir değildir ve diğer fenomenlerle etkileşimlerinden çıkarılmalıdır. Geleneksel olarak, bunlar tipik olarak hertz cinsinden değil, Planck sabiti faktörü ile frekansla orantılı olan eşdeğer kuantum enerjisi cinsinden ifade edilir. ⓘ

Unicode

Unicode'daki CJK Uyumluluk bloğu, frekans için yaygın SI birimleri için karakterler içerir. Bunlar, Doğu Asya karakter kodlamalarıyla uyumluluk için tasarlanmıştır ve yeni belgelerde (Latin harfleri kullanması beklenen "MHz" gibi) kullanılmak için değildir. ⓘ

• U+3390 ㎐ KARE HZ
• U+3391 ㎑ KARE KHZ
• U+3392 ㎒ KARE MHZ
• U+3393 ㎓ KARE GHZ
• U+3394 ㎔ KARE THZ ⓘ