Herc (Hz) - SI enota frekvence: definicija, primeri in slišnost
Herc (Hz) razlaga: SI enota frekvence, jasna definicija, primeri (Middle C 262 Hz) in meja slišnosti 20–20.000 Hz — praktičen vodič o frekvenci, merjenju in zaznavanju zvoka.
Hertz (simbol: Hz, definicija: 1/s) je enota, ki izhaja iz časa in meri frekvenco v mednarodnem sistemu enot (SI). Frekvenca pove, kako pogosto se nekaj ponovi v enem sekundu: frekvenca 1 herc pomeni, da se dogodek zgodi enkrat na sekundo. Enota je poimenovana po nemškem fiziku Heinrichu Rudolfu Hertzu.
Definicija in matematična zveza
Frekvenco običajno označimo s črko f in velja zveza f = 1/T, kjer je T obdobje (čas med dvema zaporednima ponovitvama). Frekvenca ima razsežnost 1/s (s−1). Za sinusno nihanje je povezana tudi z zorne hitrostjo (kotno frekvenco) ω preko zveze ω = 2πf, pri čemer je ω v radianih na sekundo (rad/s).
Primeri pogosto uporabljenih vrednosti
- Middle C (C na sredini klavirja) ima frekvenco približno 261,65 Hz (pogosto zaokroženo na 262 Hz). To pomeni, da se vsako sekundo zgodi okoli 262 vibracij, ki se slišijo kot ta nota, ko se pritisne tipka.
- Standardna koncertna ugla A4 je 440 Hz.
- Električno omrežje ima v večini Evrope frekvenco 50 Hz, v nekaterih državah (npr. ZDA) pa 60 Hz.
- Avdio digitalni vzorčenjski frekvenci: 44,1 kHz (CD), 48 kHz (profesionalni avdio).
- Radijski pasovi: FM radio približno 88–108 MHz, AM radio v kHz območju; brezžične povezave (Wi‑Fi) v GHz območju (npr. 2,4 GHz).
- Procesorski takti v računalnikih se merijo v GHz (10^9 Hz).
Večje in manjše enote
Ker so frekvence lahko zelo majhne ali zelo velike, uporabljamo predpone SI:
- kHz = kilohertz = 10^3 Hz
- MHz = megahertz = 10^6 Hz
- GHz = gigahertz = 10^9 Hz
- THz = terahertz = 10^12 Hz
Slišnost in živalski spektri
Ljudje običajno slišimo zvoke v območju približno 20–20 000 Hz. Znotraj tega območja višja frekvenca navadno daje občutek višje višine tona (pitch), glasnost pa ni odvisna neposredno od frekvence. Nekatere živali slišijo drugače: na primer sove po podatkih v članku lahko zaznavajo zvoke med 200 in 12 000 Hz. Psi lahko zaznajo višje frekvence (do nekaj deset kHz), netopirji in nekatere druge živali pa uporabljajo ultrazvok daleč nad 20 kHz.
Merjenje in uporaba
Frekvenco merimo z napravami, kot so števec frekvence (frequency counter), osciloskop in spektralni analizator. Frekvenca je ključna v številnih področjih:
- akustika in glasba (nota, višina tona),
- elektronika in telekomunikacije (radijske frekvence, prenos podatkov),
- električno omrežje (nadzor in sinhronizacija),
- medicinska oprema (ultrazvok) in industrija (vibracijska diagnostika).
Zaključek
Hertz (Hz) je osnovna enota za merjenje števila ponovitev ali ciklov na sekundo. Razumevanje frekvence pomaga opisati zvok, elektromagnetna valovanja, nihanja in številne druge ponavljajoče se pojave v naravi in tehnologiji.
Sinusni val s spreminjajočo se frekvenco
Več enot
1000 hercev je 1 kiloherc. 1000 kilohercev je 1 megaherc, 1000 megahercev je 1 gigaherc: (glej tabelo)
| Enota | Enako kot: |
| Kiloherci (KHz) | 1000 Hz |
| Megaherci (MHz) | 1000 kHz |
| Gigaherci (GHz) | 1000 MHz |
| Teraherci (THz) | 1000 GHz |
| Petahertz (PHz) | 1000 THz |
| Eksahertz (EHz) | 1000 PHz |
| Zetahertz (ZHz) | 1000 EHz |
| Yottahertz (YHz) | 1000 ZHz |
Primeri
- Frekvenca vrtenja Zemlje (enkrat na ~24 ur) je približno 12 mikrohercev (veliko manjša od 1 Hz).
- Hertz se včasih uporablja za merjenje moči procesorja v računalništvu in elektroniki.
- Amaterski radio v Združenih državah Amerike deluje na različnih frekvencah med 1,8 in 1300 MHz.
- Kontrola zračnega prometa uporablja frekvence med 3 in 25 MHz ter frekvence med 108 in 136 MHz.
- Glasbilo srednji G (G4) ima frekvenco 392 Hz.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je hertz?
O: Herc je enota za frekvenco, ki je v mednarodnem sistemu enot (SI) izpeljana iz časa.
V: Kako se frekvenca meri s hertzi?
O: Frekvenca se meri s tem, kako pogosto se nekaj zgodi v časovni enoti, pri čemer frekvenca 1 herc pomeni, da se nekaj zgodi enkrat na sekundo.
V: Ali poleg hertzov obstajajo še drugi načini za izražanje enote frekvence?
O: Da, poleg hertzov lahko za izražanje frekvence uporabimo tudi druge izraze, kot je prikazano v tabeli.
V: Kakšna je frekvenca srednjega C na klavirju?
O: Frekvenca srednjega C na klavirju je 261,65 (262) Hz, kar pomeni, da je vsako sekundo 262 vibracij.
V: Kakšno območje zvočnih frekvenc lahko slišimo ljudje?
O: Ljudje lahko slišijo zvoke v območju od 20 do 20 000 Hz.
V: Kakšno območje zvočnih frekvenc slišijo sove?
O: Sove slišijo zvoke v območju od 200 do 12 000 Hz.
V: Po kom je poimenovana enota za frekvenco hertz?
O: Enota za frekvenco, hertz, je poimenovana po nemškem fiziku Heinrichu Rudolfu Hertzu.
Iskati