موضوع مقاله: هرتز | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # هرتز | مقدمه: هرتز (نماد: Hz) یکاِ فرکانس در سامانه بین‌المللی یکاها (SI) است که اغلب به‌عنوان معادل یک رویداد (یا چرخه) در ثانیه توصیف می‌شود.[1 a] هرتز یکاِ مشتق‌شدهٔ SI است که بیان رسمی آن بر حسب یکاهای پایهٔ SI برابر 1/s یا s−1 است، به این معنا که یک هرتز برابر با یک بر ثانیه یا عکس یک ثانیه است.[2] این یکا فقط در مورد رویدادهای تناوبی به‌کار می‌رود. | ## بخش 1: هرتز | این نام از هاینریش رُدفُلد هرتس (1857–1894) گرفته شده است، کسی که برای اولین بار اثبات قاطع وجود امواج الکترومغناطیسی را ارائه داد. برای فرکانس‌های بالا، معمولاً یکا به صورت مضارب بیان می‌شود: کیلوهرتز (kHz)، مگاهرتز (MHz)، گیگاهرتز (GHz)، تراهرتز (THz) حقایق سریع اطلاعات عمومی، سیستم واحد ... هرتز از بالا به پایین: چراغ‌هایی که با فرکانس‌های f = 0.5 هرتز، 1.0 هرتز و 2.0 هرتز چشمک می‌زنند؛ یعنی به ترتیب با سرعت 0.5، 1.0 و 2.0 چشمک در ثانیه. زمان بین هر چشمک - دوره تناوب T - با 1⁄f (معکوس f) داده شده است؛ یعنی به ترتیب 2، 1 و 0.5 ثانیه. اطلاعات عمومی سیستم واحد و واحد فرکانس نماد هرتز نامگذاری شده پس از هاینریش هرتز در واحدهای پایه SI s−1 بستن ضربان قلب نمونه‌ای از یک پدیده تناوبی غیرسینوسی است که می‌توان آن را بر حسب فرکانس تحلیل کرد. گوش یک نوزاد قادر به درک فرکانس‌هایی از 20 هرتز تا 20000 هرتز است؛ یک انسان بالغ به طور متوسط می‌تواند صداهایی بین 20 هرتز تا 16000 هرتز را بشنود.[11] محدوده فراصوت، فروصوت و سایر ارتعاشات فیزیکی مانند ارتعاشات مولکولی و اتمی از چند فمتوهرت[12] تا محدوده تراهرتز[c] و فراتر از آن گسترش می‌یابد.[12] تابش الکترومغناطیسی تابش الکترومغناطیسی اغلب با فرکانس آن - تعداد نوسانات میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی عمود بر هم در ثانیه - که بر حسب هرتز بیان می‌شود، توصیف می‌شود. تابش فرکانس رادیویی معمولاً با واحد کیلوهرتز (kHz)، مگاهرتز (MHz) یا گیگاهرتز (GHz) اندازه‌گیری می‌شود که دومی به عنوان مایکروویو شناخته می‌شود. نور، تابش الکترومغناطیسی است که فرکانس آن حتی بالاتر است و فرکانس‌هایی در محدوده ده‌ها تراهرتز (THz، مادون قرمز) تا چند پتاهرتز (PHz، ماوراء بنفش) دارد و طیف مرئی آن ۴۰۰ تا ۷۹۰ تراهرتز است. تابش الکترومغناطیسی با فرکانس‌هایی در محدوده تراهرتز پایین (میانی بین بالاترین فرکانس‌های رادیویی معمولاً قابل استفاده و نور مادون قرمز موج بلند) اغلب تابش تراهرتز نامیده می‌شود. | ## بخش 2: هرتز | فرکانس‌های حتی بالاتری مانند اشعه ایکس و اشعه گاما نیز وجود دارند که می‌توانند با واحد اگزاهرتز (EHz) اندازه‌گیری شوند. به دلایل تاریخی، فرکانس‌های نور و تابش الکترومغناطیسی با فرکانس بالاتر معمولاً بر اساس طول موج یا انرژی فوتون‌هایشان مشخص می‌شوند: برای بررسی دقیق‌تر این محدوده فرکانسی و محدوده‌های فرکانسی فوق، به طیف الکترومغناطیسی مراجعه کنید. امواج گرانشی مشاهدات فعلی [چه زمانی؟] امواج گرانشی در محدوده ۳۰ تا ۷۰۰۰ هرتز توسط تداخل‌سنج‌های لیزری مانند LIGO و محدوده نانوهرتز (۱ تا ۱۰۰۰ نانوهرتز) توسط آرایه‌های زمان‌سنجی تپ‌اخترها انجام می‌شود. قرار است آشکارسازهای فضایی آینده این شکاف را پر کنند، به طوری که LISA از ۰.۱ تا ۱۰ مگاهرتز (با حساسیتی از ۱۰ میکروهرتز تا ۱۰۰ مگاهرتز) و DECIGO در محدوده ۰.۱ تا ۱۰ هرتز کار می‌کنند. کامپیوترها اطلاعات بیشتر در مورد اینکه چرا فرکانس یک شاخص سرعت ناقص برای رایانه‌ها است: افسانه مگاهرتز در رایانه‌ها، اکثر واحدهای پردازش مرکزی (CPU) بر اساس نرخ کلاک خود که بر حسب مگاهرتز (MHz) یا گیگاهرتز (GHz) بیان می‌شود، نامگذاری می‌شوند. این سیگنال به طور اسمی یک موج مربعی است که یک ولتاژ الکتریکی است که در فواصل منظم بین سطوح منطقی پایین و بالا تغییر می‌کند. از آنجایی که هرتز به واحد اصلی اندازه‌گیری مورد قبول عموم مردم برای تعیین عملکرد یک CPU تبدیل شده است، بسیاری از کارشناسان از این رویکرد انتقاد کرده‌اند، که ادعا می‌کنند یک معیار به راحتی قابل دستکاری است. برخی از پردازنده‌ها از چندین سیکل کلاک برای انجام یک عملیات واحد استفاده می‌کنند، در حالی که برخی دیگر می‌توانند چندین عملیات را در یک سیکل واحد انجام دهند.[13] برای رایانه‌های شخصی، سرعت کلاک CPU از تقریباً 1 مگاهرتز در اواخر دهه 1970 (کامپیوترهای آتاری، کمودور، اپل) تا 6 گیگاهرتز در ریزپردازنده‌های IBM Power متغیر بوده است. گذرگاه‌های مختلف کامپیوتر، مانند گذرگاه جلویی که CPU و پل شمالی را به هم متصل می‌کند، نیز در فرکانس‌های مختلف در محدوده مگاهرتز کار می‌کنند. | ## بخش 3: هرتز | چندگانه SO برای مثال‌هایی از مضرب‌های مختلف، به «مرتبه‌ی بزرگی (فرکانس)» مراجعه کنید. این یکا به افتخار فیزیک‌دان آلمانی، هاینریش رودولف هرتز، نخستین کسی که امواج الکترومغناطیسی را با آزمایش تأیید کرد، نامیده شده‌است."hertz". بستن فرکانس‌های بالاتر از آنچه سیستم بین‌المللی یکاها ارائه می‌دهد، پیشوندهایی برای فرکانس‌ها ارائه می‌دهد که به طور طبیعی در فرکانس‌های ارتعاشات کوانتومی-مکانیکی ذرات جرم‌دار رخ می‌دهند، اگرچه این فرکانس‌ها به طور مستقیم قابل مشاهده نیستند و باید از طریق پدیده‌های دیگر استنباط شوند. طبق قرارداد، این فرکانس‌ها معمولاً بر حسب هرتز بیان نمی‌شوند، بلکه بر حسب انرژی معادل بیان می‌شوند که متناسب با فرکانس با ضریب ثابت پلانک است. یونیکد بلوک سازگاری CJK در یونیکد شامل کاراکترهایی برای واحدهای رایج SI برای فرکانس است. این کاراکترها برای سازگاری با کدگذاری‌های کاراکتری آسیای شرقی در نظر گرفته شده‌اند و برای استفاده در اسناد جدید (که انتظار می‌رود از حروف لاتین، مثلاً "MHz" استفاده کنند) نیستند.[14] U+3339 ㌹ SQUARE HERUTU (herutsu) U+3390 ㎐ مربع هرتز (هرتز) U+3391 ㎑ مربع کیلوهرتز (کیلوهرتز) U+3392 ㎒ مربع مگاهرتز (مگاهرتز) U+3393 ㎓ گیگاهرتز مربع (گیگاهرتز) U+3394 ㎔ مربع THZ (THz) همچنین ببینید جریان متناوب پهنای باند (پردازش سیگنال) تیونر الکترونیکی فلاپس تغییر دهنده فرکانس فرکانس نرمال‌شده (پردازش سیگنال) مرتبه‌های بزرگی (فرکانس) مرتبه‌های بزرگی (سرعت چرخش) تابع تناوبی رادیان بر ثانیه نرخ نرخ نمونه‌برداری یادداشت‌ها [الف] اگرچه اغلب گفته می‌شود هرتز به معنای چرخه در ثانیه (cps) است، اما SI به صراحت بیان می‌کند که "سیکل" و "cps" در SI واحد نیستند، احتمالاً به دلیل ابهام در اصطلاحات.[2] [ب] «(د) هرتز فقط برای پدیده‌های تناوبی و بکرل (Bq) فقط برای فرآیندهای تصادفی در فعالیت مربوط به یک رادیونوکلئید استفاده می‌شود.»[6] [ج] ارتعاشات اتمی معمولاً در حدود ده‌ها تراهرتز هستند. [3] «بروشور SI: سیستم بین‌المللی یکاها (SI) § 2.3.1 واحدهای پایه» (PDF) (به انگلیسی بریتانیایی و فرانسوی) (ویرایش نهم). | ## جمع‌بندی | [5] راهنمای NIST برای واحدهای SI - 9 قانون و سبک قراردادی برای املای نام واحدها، موسسه ملی استاندارد و فناوری [6] "BIPM - جدول ۳".