Hertz (tähis: Hz, määratlus: 1/s) on ajast tuletatud ühik, mis mõõdab sagedust rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis (SI). Sagedus on see, kui sageli midagi juhtub. Sagedus 1 herts tähendab, et midagi toimub kord sekundis. Noodi Middle C (C klaveri keskel) sagedus on 261,65 (262) Hz. See tähendab, et iga sekundis toimub 262 võnget, mida kuuldub noodi Middle C, kui seda klaveriklahvi mängitakse.

Põhimõisted

Hz on SI-järgne tuletatud ühik, millel on ühikuvorm s-1 (1/sekund). Sagedus f ja periood T on üksteise pöördvõrded: f = 1/T ja T = 1/f. Sageli kasutatakse ka nurkvõnkesagedust ω, mis on seotud sagedusega valemiga ω = 2πf.

Näited ja arvutused

Praktilised näited aitavad sagedust paremini mõista:

  • Middle C (≈261,65 Hz) periood T ≈ 1/261,65 ≈ 0,00382 s ehk ≈3,82 ms.
  • Tavaline muusikaline standardnoot A4 on 440 Hz → T ≈ 2,27 ms.
  • Elektrivõrgu sagedused: 50 Hz → T = 20 ms; 60 Hz → T ≈ 16,67 ms.
  • Kuuldava kõrge piiri 20 000 Hz periood ≈ 0,00005 s ehk 50 µs.

Ühikud ja skalad

Sagedusi väljendatakse sageli ka mitmekordsetes ühikutes:

  • kHz (kiloherts) = 10³ Hz — helisagedused ja raadioheli (nt 1–20 kHz).
  • MHz (megaherts) = 10^6 Hz — AM/FM raadiosagedused, raadioside.
  • GHz (gigaherts) = 10^9 Hz — mikrolaine- ja satelliitside, wifi jne.

Kuulamisvahemik ja muud sageduspiirid

Inimene suudab üldjuhul kuulda helisid vahemikus 20–20 000 Hz, kuid see vahemik varieerub vanuse ja kuulmise tervise järgi. Helisagedustest madalamad kui ~20 Hz nimetatakse infrasoundiks, kõrgemad kui ~20 kHz aga ultraheliks (ultrasound). Mõned loomad kuulavad või emiteerivad sagedusi, mis jäävad inimese kuulmisest väljapoole; teie tekstis mainitud öökullide kuulmisvahemik on tavaliselt umbes 200–12 000 Hz, kuid erinevatel liikidel on erinev tundlikkus.

Kasutusvaldkonnad

Sagedus on oluline mitmes valdkonnas:

  • Heli- ja muusikatehnika (toonid, vibratsioonid).
  • Raadio- ja telekommunikatsioon (kanalite määramine ja sagedusjaotus).
  • Elektrienergia (vahelduvvoolu sagedus, nt 50/60 Hz).
  • Mõõteseadmed ja sensorid (näiteks sagedusmõõturid, signaalitöötlus).
  • Meditsiin (ultraheli diagnostika).

Ajalooline taust

Ühik on nimetatud saksa füüsiku Heinrich Rudolf Hertzi järgi, kes 19. sajandi lõpus demonstreeris elektromagnetlainete olemasolu. Tema töö aitas aluse panna raadioside ja elektromagnetlainete teooria edasisele arengule.

Kokkuvõtlikult on herts lihtne, kuid universaalne viis mõõta, kui tihti mingi perioodiline protsess toimub ühe sekundi jooksul — olgu selleks heli, elektrivõrgu võnkumine või raadioside laine.