Hertz (Hz) – definice, jednotka frekvence v SI a příklady
Hertz (Hz): přehledná definice, význam v SI, praktické příklady a slyšitelný rozsah. Naučte se, co znamená 1 Hz a jak se frekvence používá v praxi.
Hertz (symbol: Hz, definice: 1/s) je odvozená jednotka času v Mezinárodní soustavě jednotek (SI), která měří frekvenci – tedy jak často se opakující děj proběhne za jednu sekundu. Frekvence 1 hertz znamená, že se něco stane jednou za sekundu. Například tón Middle C (C uprostřed klavíru) má frekvenci přibližně 261,65 (obvykle zaokrouhleně 262) Hz. To znamená, že při hraní této klávesy dojde každou sekundu k přibližně 262 kmitům, které slyšíme jako tón Middle C.
Vztah k periodě a jednotkám
Frekvence f a perioda T jsou vzájemně protipólové veličiny: f = 1 / T a T = 1 / f, kde T je čas jednoho opakování (v sekundách). Jednotka hertz má rozměr s-1 (1/sekunda). SI doporučuje používat symbol Hz, který je ekvivalentní vyjádření s-1.
Multiplikativní předpony a běžné příklady
Frekvence se často udává s předponami SI:
- kHz – kilohertz (10³ Hz) – např. vzorkovací frekvence CD je 44,1 kHz.
- MHz – megahertz (10⁶ Hz) – běžné u rozhlasového vysílání nebo procesorových taktů v minulosti.
- GHz – gigahertz (10⁹ Hz) – používané u mikrovlnných a některých bezdrátových technologií.
Další běžné příklady frekvencí:
- Síťová frekvence elektrické sítě: obvykle 50 Hz (Evropa) nebo 60 Hz (Severní Amerika).
- Lidský slyšitelný rozsah: přibližně 20–20 000 Hz (horní hranice klesá s věkem).
- Sovy – někdy uváděný citlivostní rozsah zhruba 200–12 000 Hz; rozsahy sluchu zvířat se liší podle druhu.
- Viditelné světlo má velmi vysoké frekvence přibližně 4×1014 až 7,5×1014 Hz (červené až fialové světlo).
- Rotační rychlost: 1 Hz odpovídá 60 ot./min (rpm).
Fyzikální souvislosti
Pro harmonické kmitání se často používá i úhlová frekvence ω (v radiánech za sekundu), která souvisí s frekvencí vztahem ω = 2π·f. Frekvence je důležitá nejen v akustice, ale i v elektrotechnice, radiokomunikacích, optice a mechanice.
Měření a názvosloví
Frekvenci měříme pomocí zařízení jako jsou frekvenční čítače, osciloskopy nebo spektrální analyzátory. Jednotka byla pojmenována po německém fyzikovi Heinrichu Rudolfu Hertzovi, který v 19. století experimentálně potvrdil existenci elektromagnetických vln. Název „hertz“ se používá jako jaksingulární, tak plurálová podoba (např. „1 hertz“ i „100 hertz“).
Krátké shrnutí
- Hertz (Hz) měří počet opakování za sekundu (1 Hz = 1/s).
- Frekvence a perioda jsou inverzní veličiny: f = 1/T.
- Užitečné příklady: Middle C ≈ 262 Hz, síť 50/60 Hz, audio 20–20 000 Hz, radiové a optické frekvence v kHz–GHz–THz.
Sinusoida s proměnlivou frekvencí
Více jednotek
1000 hertzů je 1 kilohertz. 1000 kilohertzů je 1 megahertz, 1000 megahertzů je 1 gigahertz: (viz tabulka)
| Jednotka | Rovná se: |
| Kilohertz (KHz) | 1000 Hz |
| Megahertz (MHz) | 1000 kHz |
| Gigahertz (GHz) | 1000 MHz |
| Terahertz (THz) | 1000 GHz |
| Petahertz (PHz) | 1000 THz |
| Exahertz (EHz) | 1000 PHz |
| Zettahertz (ZHz) | 1000 EHz |
| Yottahertz (YHz) | 1000 ZHz |
Příklady
- Frekvence otáčení Země (jednou za ~24 hodin) je přibližně 12 mikrohertzů (mnohem menší než 1 Hz).
- Hertz se někdy používá k měření výkonu procesoru ve výpočetní technice a elektronice.
- Radioamatérské vysílání ve Spojených státech amerických probíhá na různých frekvencích mezi 1,8 a 1300 MHz.
- Řízení letového provozu používá frekvence mezi 3 a 25 MHz a frekvence mezi 108 a 136 MHz.
- Hudební tón G (G4) má frekvenci 392 Hz.
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to hertz?
Odpověď: Hertz je jednotka frekvence odvozená od času v Mezinárodní soustavě jednotek (SI).
Otázka: Jak se měří frekvence pomocí hertzů?
Odpověď: Frekvence se měří podle toho, jak často se něco stane za jednotku času, přičemž frekvence 1 hertz znamená, že se něco stane jednou za sekundu.
Otázka: Existují i jiné způsoby vyjádření jednotky frekvence než hertz?
Odpověď: Ano, k vyjádření frekvence lze kromě hertzů použít i jiné výrazy, jak je uvedeno v tabulce.
Otázka: Jaká je frekvence středního C na klavíru?
Odpověď: Frekvence středního C na klavíru je 261,65 (262) Hz, což znamená, že každou sekundu dojde k 262 kmitům.
Otázka: Jaký rozsah frekvencí zvuku mohou lidé slyšet?
Odpověď: Lidé slyší zvuky v rozsahu 20 až 20 000 Hz.
Otázka: Jaký rozsah zvukových frekvencí slyší sovy?
Odpověď: Sovy slyší zvuky v rozsahu 200 až 12 000 Hz.
Otázka: Po kom je pojmenována jednotka frekvence, hertz?
Odpověď: Jednotka frekvence, hertz, je pojmenována po německém fyzikovi Heinrichu Rudolfu Hertzovi.
Vyhledávání