Hercs (simbols: Hz, definīcija: 1/s) ir laika atvasināta mērvienība, ar kuru mēra frekvenci Starptautiskajā mērvienību sistēmā (SI). Frekvence norāda, cik reižu notikums atkārtojas vienā laika vienībā; frekvence 1 hercs nozīmē, ka kaut kas notiek reizi sekundē (1 Hz = 1 s⁻¹).

Definīcija un pamatformulas

Frekvenci apzīmē ar f. Tā saistīta ar periodu T šādi: f = 1/T. Piemēram, ja vibrācija atkārtojas 262 reizes sekundē, tad T ≈ 1/262 ≈ 0,00382 s (3,82 ms). Arī leņķisko frekvenci izmanto oscillējošu sistēmu aprakstam: ω = 2πf (rad/s). Kvantu fizikā fotona enerģija ir E = h·f, kur h ir Planka konstante.

Piemēri un izmantojumi

Vidējā C nots (C, kas atrodas klavieru vidū) ir 261,65 (262) Hz. Tas nozīmē, ka, nospēlējot šo klavieru taustiņu, katru sekundi notiek 262 vibrācijas, kas tiek uztvertas kā nots Middle C. Standarta noskaņojums muzikālam skaņojumam parasti izmanto A4 = 440 Hz.

Daži ikdienas piemēri:

  • Elektriskās tīkla frekvence: parasti 50 Hz vai 60 Hz atkarībā no apgabala.
  • Radio frekvences: kilohertzi (kHz), megahertzi (MHz), gigahertzi (GHz) — piemēram, FM radio ap 88–108 MHz.
  • Ultraskaņa medicīnā: parasti vairāki megahertzi (MHz).

Vienību paplašinājumi

SI prefiksi tiek lietoti, lai atvieglotu lielu vai mazu frekvenču apzīmēšanu: kHz (10³ Hz), MHz (10⁶ Hz), GHz (10⁹ Hz), THz (10¹² Hz) u.tml. Simbols frekvencei parasti raksta kā Hz (lielais H un mazais z).

Uztvere un bioloģija

Cilvēki spēj sadzirdēt skaņas aptuveni 20–20 000 Hz diapazonā; ar vecumu augstākās frekvences parasti kļūst grūtāk sadzirdamas. Dažas sugas uztver citus diapazonus — piemēram, dažas pūces spēj dzirdēt skaņas aptuveni 200–12 000 Hz, suņi un kaķi bieži dzird augstākas frekvences nekā cilvēki, savukārt sikspārņi izmanto ultraskaņu daudz virs 20 kHz orientācijai un medībām.

Vēsture

Vienība ir nosaukta vācu fiziķa Heinriha Rūdolfa Herca vārdā, kurš 19. gadsimta beigās veica pētījumus par elektromagnētiskajiem viļņiem.

Piezīme: frekvence var attiekties uz dažādiem periodiskiem procesiem — mehāniskām vibrācijām, elektromagnētiskiem viļņiem, rotāciju (apgriezieni sekundē) u.c. Vienmēr norāda arī atbilstošās vienības un, ja nepieciešams, SI prefiksu.