Википедија

Herc

Herc (nem. Hertz; simbol: Hz) je izvedena SI jedinica za frekvenciju,[1] nazvana po nemačkom fizičaru Hajnrihu Rudolfu Hercu, koji je značajno doprineo nauci na polju elektromagnetizma. Da određeni događaj ima frekvenciju od 10 herca, znači da se isti ponavlja po 10 puta u sekundi, u ravnomernim vremenskim razmacima. Iz ovoga možemo zaključiti da je herc izveden iz sekunde i iznosi tačno 1/s ili s-1.

Herc
SistemIzvedena jedinica SI sistema
JedinicaFrekvencija
SimbolHz 
Imenovan poHajnrih Herc
U SI osnovnim jedinicamas−1
Svetla trepću frekvencijama od f = 0,5 Hz, 1,0 Hz i 2,0 Hz, gde Hz znači treptaja u sekundi. T je period i T = s (s = sekunda) znači broj sekundi između svakog treptaja. T i ​1⁄f su jedno drugom recipročni: f = 1/T i T = 1/f.

Ime herc je usvojeno na generalnoj konferenciji težina i mera 1960, zamenjujući tako prethodno ime, ciklusi u sekundi (cps), zajedno sa povezanim umnošcima (kilociklusi, megaciklusi...). U normalnoj upotrebi, herc je zamenio cikluse do 1970.

Neke od najčešćih upotreba ove jedinice su u opisu sinusnih talasa i muzičkih tonova, posebno onih koji se koriste u radio i audio aplikacijama. Takođe se koristi za opisivanje brzina takta kojima se pokreću računari i druga elektronika. Jedinice se ponekad koriste i kao reprezentacija energije, preko jednačine energije fotona (E=hν), sa jednim hercem ekvivalentnim sa h džula.

Definicija uredi

Herc je definisan kao jedan ciklus u sekundi. Međunarodni komitet za tegove i mere je definisao sekundu kao „trajanje od 9192631770 perioda zračenja koji odgovaraju prelazu između dva hiperfina nivoa osnovnog stanja atoma cezijuma-133“,[2][3] a zatim je dodato: „Iz toga sledi da je hiperfino cepanje u osnovnom stanju atoma cezijuma 133 tačno 9192631770 herca, ν(hfs Cs) = 9192631770 Hz.“ Dimenzija jedinice herca je 1/vreme (1/T). Izraženo u osnovnim SI jedinicama, to je 1/sekunda (1/s). Problemi mogu nastati jer su jedinice ugaone mere (ciklus ili radijan) izostavljene u SI.[4][5][6][7]

U engleskom se „herc“ takođe koristi kao oblik množine.[8] Kao jedinica SI, Hz može imati prefiks. Često korišćeni višekratnici su KHz (kiloherc, 103 Hz), MHz (megaherc, 106 Hz), GHz (gigaherc, 109 Hz) i THz (teraherc, 1012 Hz). Jedan herc jednostavno znači „jedan ciklus u sekundi” (obično ono što se broji je potpuni ciklus); 100 Hz znači „sto ciklusa u sekundi” i tako dalje. Jedinica se može primeniti na bilo koji periodični događaj - na primer, za sat bi se moglo reći da otkucava na 1 Hz, ili da se za ljudsko srce može reći da kuca na 1,2 Hz.

Stopa pojavljivanja aperiodičnih ili stohastičkih događaja izražava se u recipročnoj sekundi ili inverznoj sekundi (1/s ili s−1) uopšteno ili, u specifičnom slučaju radioaktivnog raspada, u bekerelima.[9] Dok je 1 Hz jedan ciklus u sekundi, 1 Bq je jedan aperiodični radionuklidni događaj u sekundi.

Iako ugaona brzina, ugaona frekvencija i jedinični herc imaju dimenziju 1/s, ugaona brzina i ugaona frekvencija se ne izražavaju u hercima,[10] već u odgovarajućoj ugaonoj jedinici kao što su radijani po sekundi. Tako se za disk koji se rotira brzinom od 60 obrtaja u minuti (rpm) kaže da se rotira sa 2π rad/s ili 1 Hz, pri čemu prvi meri ugaonu brzinu, a drugi odražava broj kompletnih obrtaja u sekundi. Konverzija između frekvencije f merene u hercima i ugaone brzine ω merene u radijanima u sekundi je

  and  .

Istorija uredi

Herc je dobio ime po nemačkom fizičaru Hajnrihu Hercu (1857–1894), koji je dao značajan naučni doprinos proučavanju elektromagnetizma. Naziv je ustanovila Međunarodna elektrotehnička komisija (IEC) 1935. godine.[11] Usvojila ga je Generalna konferencija za tegove i mere (CGPM) (Conférence générale des poids et mesures) 1960. godine, zamenivši prethodni naziv za jedinicu, ciklusi u sekundi (cps), zajedno sa srodnim višekratnicima, prvenstveno kilociklusima u sekundi (kc/s) i megaciklusi u sekundi (Mc/s), a povremeno i kilomegacikli u sekundi (kMc/s). Termin ciklusi u sekundi je u velikoj meri zamenjen hercima do 1970-ih.[12]

Ponekad je „po sekundi“ izostavljeno, tako da je „megaciklusi“ (Mc) korišćeno kao skraćenica od „megaciklusa u sekundi“ (tj. megaherc (MHz)).[13]

Aplikacije uredi

 
Sinusni talas sa promenljivom frekvencijom
 
Otkucaji srca su primer nesinusoidnog periodičnog fenomena koji se može analizirati u smislu frekvencije. Ilustrovana su dva ciklusa.

Vibracije uredi

Zvuk je putujući longitudalni talas koji je oscilacija pritiska. Ljudi percipiraju frekvenciju zvučnih talasa kao visinu tona. Svaka muzička nota odgovara određenoj frekvenciji koja se može meriti u hercima. Uvo novorođenčeta je u stanju da percipira frekvencije u rasponu od 20 Hz do 20000 Hz; prosečan odrasli čovek može čuti zvukove između 20 Hz i 16000 Hz.[14] Opseg ultrazvuka, infrazvuka i drugih fizičkih vibracija kao što su molekularne i atomske vibracije proteže se od nekoliko femtoherca[15] do teraherca[16] i dalje.[15]

Elektromagnetno zračenje uredi

Elektromagnetno zračenje se često opisuje njegovom frekvencijom — brojem oscilacija normalnih električnih i magnetnih polja u sekundi — izraženim u hercima.

Radiofrekventno zračenje se obično meri u kilohercima (kHz), megahercima (MHz) ili gigahercima (GHz). Svetlost je elektromagnetno zračenje koje je čak i veće frekvencije i ima frekvencije u opsegu od desetina (infracrvenih) do hiljada (ultraljubičastih) teraherca. Elektromagnetno zračenje sa frekvencijama u niskom terahercnom opsegu (prelazu između onih najviših normalno upotrebljivih radio frekvencija i dugotalasne infracrvene svetlosti) često se naziva terahercno zračenje. Postoje čak i više frekvencije, kao što su gama zraci, koji se mogu meriti u egzahercima (EHz). (Iz istorijskih razloga, frekvencije svetlosti i elektromagnetnog zračenja više frekvencije se češće određuju u smislu njihovih talasnih dužina ili energija fotona: za detaljniji tretman ovog i gornjih opsega frekvencija, pogledajte elektromagnetni spektar.)

Računari uredi

Za više informacija pogledajte: Megahercni mit

U računarima, većina centralnih procesorskih jedinica (CPU) je označena u smislu njihovog takta izraženog u megahercima (106 Hz) ili gigahercima (109 Hz). Ova specifikacija se odnosi na frekvenciju glavnog takta CPU-a. Ovaj signal je kvadratni talas, koji je električni napon koji se u redovnim intervalima prebacuje između niske i visoke logičke vrednosti. Pošto je herc postao primarna merna jedinica prihvaćena od strane opšte populacije za određivanje performansi CPU-a, mnogi stručnjaci su kritikovali ovaj pristup, za koji tvrde da je merilo kojim se lako manipuliše. Neki procesori koriste više perioda takta za obavljanje jedne operacije, dok drugi mogu izvršiti više operacija u jednom ciklusu.[17] Za personalne računare, brzine procesora su se kretale od približno 1 MHz u kasnim 1970-im (Atari, Komodor, Epl računari) do 6 GHz u IBM POWER mikroprocesorima.

Razne računarske magistrale, kao što je magistrala sa prednje strane koja povezuje CPU i severni most, takođe rade na različitim frekvencijama u megahercnom opsegu.

SI Umnošci uredi

1 kiloherckHz103 Hz1.000 Hz
1 megahercMHz106 Hz1.000.000 Hz
1 gigahercGHz109 Hz1.000.000.000 Hz
1 terahercTHz1012 Hz1.000.000.000.000 Hz
1 petahercPHz1015 Hz1.000.000.000.000.000 Hz
1 eksahercEHz1018 Hz1.000.000.000.000.000.000 Hz

Primeri uredi

Frekvencija Opis
10 Hz kružna stopa tipičnog motora automobila dok se ne kreće (600 obrtaja u minuti)
50 Hz ili 60 Hz standardne frekvencije naizmenične struje
20 Hz do ≈16 kHz normalni raspon sluha odraslog čoveka (većina dece i neke životinje opažaju zvukove van ovog raspona)
100 Hz kružna stopa tipičnog motora automobila pri maksimalnoj brzini (6.000 obrtaja u minuti)
≈261,626 Hz muzički ton c1
440Hz kamerton a1
740 kHz brzina prvog svetskog komercionalnog mikroprocesora, Intel 4004 (1971)
1 MHz do 8 MHz brzine ranih PC-jeva (sredina 1970ih do sredine 1980ih)
30 MHz do 300 MHz
88 MHz do 108 MHz FM radio prenosi
1.420 MHz frekvencija hiperfine tranzicije vodonika, najrasprostranjenijeg elementa u svemiru.
3,73 GHz brzina Pentijum 4 "Prescott“ mikroprocesora
428 THz do 750 THz vidljivo svetlo, od crvenog do ljubičastog
30 PHz iks-zraci

Frekvencije manje od jednog herca:

  • Jednom u minutu: oko 16,67 mHz
  • Časovno: oko 277,8 µHz
  • Dnevno: oko 11,57 µHz
  • Nedeljno: oko 1,653 µHz
  • Mesečno (u proseku): oko 380.5 nHz
  • Godišnje: oko 31,71 nHz
    • Jednom u deceniji: oko 3,171 nHz, jednom u veku: oko 317,1 pHz, jednom u milenijumu: oko 31,71 pHz

Reference uredi

  1. ^ "hertz". (1992). American Heritage Dictionary of the English Language (3rd ed.), Boston: Houghton Mifflin.
  2. ^ „SI Brochure: The International System of Units (SI) § 2.3.1 Base units” (PDF) (na jeziku: engleski i francuski) (9th izd.). BIPM. 2019. str. 130. Pristupljeno 2. 2. 2021. 
  3. ^ „SI Brochure: The International System of Units (SI) § Appendix 1. Decisions of the CGPM and the CIPM” (PDF) (na jeziku: engleski i francuski) (9th izd.). BIPM. 2019. str. 169. Pristupljeno 2. 2. 2021. 
  4. ^ Mohr, J. C.; Phillips, W. D. (2015). „Dimensionless Units in the SI”. Metrologia. 52 (1): 40—47. Bibcode:2015Metro..52...40M. S2CID 3328342. arXiv:1409.2794  . doi:10.1088/0026-1394/52/1/40. 
  5. ^ Mills, I. M. (2016). „On the units radian and cycle for the quantity plane angle”. Metrologia. 53 (3): 991—997. Bibcode:2016Metro..53..991M. doi:10.1088/0026-1394/53/3/991. 
  6. ^ „SI units need reform to avoid confusion”. Editorial. Nature. 548 (7666): 135. 7. 8. 2011. PMID 28796224. doi:10.1038/548135b  . 
  7. ^ P. R. Bunker; I. M. Mills; Per Jensen (2019). „The Planck constant and its units”. J Quant Spectrosc Radiat Transfer. 237: 106594. Bibcode:2019JQSRT.23706594B. doi:10.1016/j.jqsrt.2019.106594. 
  8. ^ NIST Guide to SI Units – 9 Rules and Style Conventions for Spelling Unit Names, National Institute of Standards and Technology
  9. ^ "(d) The hertz is used only for periodic phenomena, and the becquerel (Bq) is used only for stochastic processes in activity referred to a radionuclide." „BIPM – Table 3”. BIPM. Pristupljeno 2012-10-24. 
  10. ^ „SI brochure, Section 2.2.2, paragraph 6”. Arhivirano iz originala 01. 10. 2009. g. Pristupljeno 05. 12. 2021. 
  11. ^ „IEC History”. Iec.ch. Arhivirano iz originala 02. 06. 2013. g. Pristupljeno 2021-01-06. 
  12. ^ Cartwright, Rufus (mart 1967). Beason, Robert G., ur. „Will Success Spoil Heinrich Hertz?” (PDF). Electronics Illustrated. Fawcett Publications, Inc. str. 98—99. 
  13. ^ Pellam, J. R.; Galt, J. K. (1946). „Ultrasonic Propagation in Liquids: I. Application of Pulse Technique to Velocity and Absorption Measurements at 15 Megacycles”. The Journal of Chemical Physics. 14 (10): 608—614. Bibcode:1946JChPh..14..608P. doi:10.1063/1.1724072. hdl:1721.1/5042  . 
  14. ^ Ernst Terhardt (2000-02-20). „Dominant spectral region”. Mmk.e-technik.tu-muenchen.de. Arhivirano iz originala 26. 4. 2012. g. Pristupljeno 2012-04-28. 
  15. ^ a b „Black Hole Sound Waves – Science Mission Directorate”. science.nasa.go. Arhivirano iz originala 05. 05. 2021. g. Pristupljeno 05. 12. 2021. 
  16. ^ Atomic vibrations are typically on the order of tens of terahertz
  17. ^ Asaravala, Amit (2004-03-30). „Good Riddance, Gigahertz”. Wired. Pristupljeno 2012-04-28. 

Literatura uredi

Spoljašnje veze uredi

 
Herc na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Херц&oldid=27549189”