El hercio (símbolo: Hz ) es la unidad de frecuencia en el Sistema Internacional de Unidades (SI), equivalente a un evento (o ciclo ) por segundo . [1] [a] El hercio es una unidad derivada del SI cuya expresión en términos de unidades básicas del SI es s −1 , lo que significa que un hercio es el recíproco de un segundo. [2] Lleva el nombre de Heinrich Rudolf Hertz (1857–1894), la primera persona que proporcionó pruebas concluyentes de la existencia de ondas electromagnéticas . Los hercios se expresan comúnmente en múltiplos : kilohercios (kHz), megahercios (MHz), gigahercios (GHz), terahercios (THz).
Algunos de los usos más comunes de la unidad son la descripción de formas de onda periódicas y tonos musicales , particularmente aquellos utilizados en aplicaciones relacionadas con la radio y el audio. También se utiliza para describir las velocidades de reloj a las que funcionan las computadoras y otros dispositivos electrónicos. Las unidades a veces también se utilizan como representación de la energía de un fotón , a través de la relación de Planck E = hν , donde E es la energía del fotón, ν es su frecuencia y h es la constante de Planck .
El hercio equivale a un ciclo por segundo . El Comité Internacional de Pesas y Medidas definió la segunda 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" [3] [4] y luego añade: "De ello se deduce que la escisión hiperfina en el estado fundamental de el átomo de cesio 133 es exactamente9 192 631 770 hercios , ν hfs Cs =9 192 631 770 Hz ". La dimensión de la unidad hercio es 1/tiempo (T −1 ). Expresada en unidades base SI, la unidad es el segundo recíproco (1/s).
En inglés, "hertz" también se utiliza como forma plural. [5] Como unidad SI, Hz puede llevar el prefijo ; Los múltiplos comúnmente utilizados son kHz (kilohercios,10 3 Hz ), MHz (megahercios,10 6 Hz ), GHz (gigahercios,10 9 Hz ) y THz (terahercios,10 12Hz ) . Un hercio simplemente significa "un evento por segundo" (donde el evento que se cuenta puede ser un ciclo completo);100 Hz significa "cien eventos por segundo", y así sucesivamente. La unidad se puede aplicar a cualquier evento periódico; por ejemplo, se podría decir que un reloj marca el tictac 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 segundo recíproco o segundo inverso (1/s o s −1 ) en general o, en el caso específico de la radiactividad , en becquerelios . [b] Considerando que1 Hz es un ciclo (o evento periódico) por segundo,1 Bq es, en promedio, un evento de radionúclido por segundo.
Aunque la frecuencia, la velocidad angular , la frecuencia angular y la radiactividad tienen todas la dimensión T −1 , de estas sólo la frecuencia se expresa utilizando la unidad hertz. [7] Así, se dice que un disco que gira a 60 revoluciones por minuto (rpm) tiene una velocidad angular de 2 π rad/s y una frecuencia de rotación de1Hz . La correspondencia entre una frecuencia f con la unidad hercios y una velocidad angular ω con la unidad radianes por segundo es
El hercio lleva el nombre de Heinrich Hertz . Como ocurre con cada unidad SI que lleva el nombre de una persona, su símbolo comienza con una letra mayúscula (Hz), pero cuando se escribe completo, sigue las reglas de uso de mayúsculas de un sustantivo común ; es decir, hercios se escribe con mayúscula al principio de una oración y en los títulos, pero por lo demás se escribe en minúsculas.
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. [8] Fue adoptado por la Conferencia General de Pesos 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 "kilomegaciclos por segundo" (kMc/s ). El término "ciclos por segundo" fue reemplazado en gran medida por "hercios" en la década de 1970. [9] [ verificación fallida ]
En algunos usos, se omitió el "por segundo", por lo que "megaciclos" (Mc) se utilizó como abreviatura de "megaciclos por segundo" (es decir, megahercios (MHz)). [10]
El sonido es una onda longitudinal viajera , que es una oscilación de presión . Los humanos perciben la frecuencia de un sonido como su tono . Cada nota musical corresponde a una frecuencia particular. El oído de un bebé es capaz de percibir frecuencias que van desde20 Hz a20 000 Hz ; el ser humano adulto promedio puede escuchar sonidos entre20Hz y16.000Hz . [11] El rango de ultrasonidos , infrasonidos y otras vibraciones físicas, como las vibraciones moleculares y atómicas, se extiende desde unos pocos femtohercios [12] hasta el rango de terahercios [c] y más allá. [13]
La radiación electromagnética a menudo se describe por su frecuencia (el número de oscilaciones de los campos eléctrico y magnético perpendiculares por segundo) expresada en hercios.
La radiación de radiofrecuencia generalmente se mide en kilohercios (kHz), megahercios (MHz) o gigahercios (GHz). La luz es una radiación electromagnética que tiene una frecuencia aún mayor 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 más altas normalmente utilizables y la luz infrarroja de onda larga) a menudo se denomina radiación de terahercios . Existen frecuencias incluso 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 Espectro electromagnético ).
En las computadoras, la mayoría de las unidades centrales de procesamiento (CPU) están etiquetadas en términos de su frecuencia de reloj expresada en megahercios ( MHz ) o gigahercios ( GHz ). Esta especificación se refiere a la frecuencia de la señal del reloj maestro de la CPU . Esta señal es nominalmente una onda cuadrada , que es un voltaje eléctrico que cambia entre niveles lógicos bajo y alto a intervalos regulares. Dado que el hercio se ha convertido en la principal unidad de medida aceptada por la población en general para determinar el rendimiento de una CPU, muchos expertos han criticado este enfoque, que, según afirman, es un punto de referencia fácilmente manipulable . Algunos procesadores utilizan múltiples ciclos de reloj para realizar una sola operación, mientras que otros pueden realizar múltiples operaciones en un solo ciclo. [14] Para las computadoras personales, las velocidades de reloj de la CPU han oscilado entre aproximadamente1 MHz a finales de los años 1970 ( computadoras Atari , Commodore , Apple ) hasta6 GHz en microprocesadores IBM Power .
Varios buses de ordenador , como el bus frontal que conecta la CPU y el puente norte , también funcionan en distintas frecuencias en el rango de los megahercios.
Se cree que frecuencias más altas que las que el Sistema Internacional de Unidades proporciona como prefijos ocurren naturalmente en las frecuencias de las vibraciones mecánico-cuánticas de partículas masivas, aunque estas no son directamente observables y deben inferirse a través de otros fenómenos. Por convención, estos normalmente no se expresan en hercios, sino en términos de energía equivalente, que es proporcional a la frecuencia por el factor de la constante de Planck .
El bloque de compatibilidad CJK en Unicode contiene caracteres para unidades SI comunes de frecuencia. Están pensados para ser compatibles con las codificaciones de caracteres del este de Asia y no para su uso en documentos nuevos (que se esperaría que utilizaran letras latinas, por ejemplo, "MHz"). [15]
