Hertz
O hertz, de símbolo Hz, é a unidade de frequência do Sistema Internacional de Unidades, o SI. Equivale a um evento ou ciclo por segundo. É uma unidade derivada do SI, expressa formalmente em unidades básicas como 1/s ou s−1. Um hertz equivale, assim, a um por segundo, ou ao inverso de um segundo. Seu uso se restringe a eventos periódicos. O nome homenageia Heinrich Rudolf Hertz, que viveu de 1857 a 1894 e foi o primeiro a comprovar de forma conclusiva a existência de ondas eletromagnéticas. Para frequências altas, são comuns os múltiplos quilohertz, de símbolo kHz, megahertz, de símbolo MHz, gigahertz, de símbolo GHz, e terahertz, de símbolo THz.
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O hertz é definido como um por segundo para eventos periódicos. O segundo é definido fixando-se em 9.192.631.770 Hz o valor da frequência da transição hiperfina do estado fundamental não perturbado do átomo de césio-133, ΔνCs. Isso equivale à duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição. A relação ΔνCs = 9.192.631.770 Hz é exata. A dimensão do hertz é o inverso do tempo, T−1. Em unidades básicas do SI, é expresso como o inverso do segundo, 1/s. Em inglês, "hertz" também é a forma plural. Como unidade do SI, o hertz admite prefixos. Os múltiplos mais usados são o quilohertz, kHz, equivalente a 103 Hz, o megahertz, MHz, equivalente a 106 Hz, o gigahertz, GHz, equivalente a 109 Hz, e o terahertz, THz, equivalente a 1012 Hz. Um hertz significa que um evento periódico ocorre a cada segundo. Esse evento pode ser um ciclo completo. Uma frequência de 100 Hz significa que cem eventos periódicos ocorrem por segundo, e assim por diante. A unidade pode ser aplicada a qualquer evento periódico. Um relógio, por exemplo, pode dar um tique por segundo, a 1 Hz, e um coração humano pode bater a 1,2 Hz.
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O nome da unidade homenageia o físico alemão Heinrich Hertz, que viveu de 1857 a 1894 e realizou trabalhos científicos sobre eletromagnetismo. A Comissão Eletrotécnica Internacional, IEC, estabeleceu o nome em 1935. Em 1948, o hertz e seu símbolo Hz já constavam da resolução sobre a escrita de unidades da 9.ª Conferência Geral de Pesos e Medidas, CGPM, do francês Conférence générale des poids et mesures. Em 1960, a 11.ª CGPM adotou o hertz como unidade de frequência do recém-criado SI. Ele substituiu a denominação "ciclos por segundo", cps, e seus múltiplos, sobretudo "quilociclos por segundo", kc/s, e "megaciclos por segundo", Mc/s. Em algumas ocasiões, também se usava "quilomegaciclos por segundo", kMc/s. A forma "megaciclos" às vezes era uma contração de "megaciclos por segundo". Na década de 1960, a substituição de "ciclos por segundo" por "hertz" ainda era discutida em revistas de eletrônica.
Som e vibração
No ar, o som se propaga como uma onda longitudinal, por meio de oscilações de pressão. O ouvido humano percebe a frequência de um som como sua altura. Em um sistema de afinação, cada nota musical tem uma frequência de referência. A norma ISO 16:1975 fixa em 440 Hz a frequência do lá de referência usado na afinação de instrumentos musicais. A faixa de audição humana é de aproximadamente 20 Hz a 20.000 Hz. A sensibilidade às frequências mais altas tende a diminuir com a idade. As frequências do ultrassom, do infrassom e de outras vibrações físicas, como as moleculares e atômicas, vão de poucos femtohertz à faixa dos terahertz e além dela.[nota 3]
Radiação eletromagnética
A radiação eletromagnética pode ser caracterizada por sua frequência em hertz, ou seja, pelo número de oscilações por segundo dos campos elétrico e magnético, perpendiculares entre si. As frequências da radiação de rádio são geralmente medidas em quilohertz, kHz, megahertz, MHz, ou gigahertz, GHz. Nesta última faixa estão as micro-ondas. A luz é uma radiação eletromagnética de frequência ainda mais alta, com frequências da ordem dos terahertz, THz, no infravermelho, e dos petahertz, PHz, no ultravioleta. O espectro visível fica aproximadamente entre 400 e 790 THz. A radiação eletromagnética na parte inferior da faixa dos terahertz, entre as frequências de rádio mais altas normalmente utilizáveis e o infravermelho de ondas longas, costuma receber o nome de radiação terahertz. Frequências mais altas, como as dos raios X e dos raios gama, podem ser expressas em exahertz, EHz.
Ondas gravitacionais
As ondas gravitacionais são observadas por interferômetros a laser, como o LIGO, sensível a frequências de aproximadamente 10 a 5.000 Hz, e por redes de temporização de pulsares, que investigam frequências da ordem dos nanohertz. Detectores espaciais estão sendo desenvolvidos para observar outras faixas. O LISA foi projetado para operar de 0,1 mHz a 0,1 Hz, e o projeto DECIGO prevê a faixa de 0,1 a 10 Hz.
Computadores
Nos computadores, a maioria das unidades centrais de processamento, ou CPUs, tem sua frequência de clock indicada em megahertz, MHz, ou gigahertz, GHz. Esse valor corresponde à frequência do sinal de clock principal da CPU. Em princípio, esse sinal é uma onda quadrada, uma tensão elétrica que alterna entre níveis lógicos baixo e alto em intervalos regulares. O uso da frequência em hertz como principal medida do desempenho de uma CPU entre o público em geral recebeu críticas de especialistas, por permitir comparações facilmente manipuláveis. Há processadores que usam mais de um ciclo de clock para executar uma única operação e outros que executam mais de uma operação em um só ciclo. No fim da década de 1970, computadores pessoais da Apple e da Commodore, como o Apple II e o PET, operavam a cerca de 1 MHz. Os modelos 400 e 800 da Atari usavam 1,79 MHz no sistema NTSC. Na faixa dos gigahertz, o projeto do POWER6, da família de microprocessadores IBM POWER, foi apresentado em 2007 com frequências superiores a 5 GHz para aplicações de alto desempenho.
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O bloco CJK Compatibility do Unicode contém caracteres para unidades de frequência de uso comum no SI. Esses caracteres permitem a compatibilidade com codificações do leste asiático. Em documentos novos, usam-se letras latinas, como "MHz".
