| Riferimento | Hertz (Hz) | Chilohertz (kHz) |
|---|---|---|
| European mains electricity | 50 Hz | 0.05 kHz |
| Concert pitch A above middle C | 440 Hz | 0.44 kHz |
| An FM radio station | 100000000 Hz | 100000 kHz |
| A Wi-Fi band | 2.4 × 109 Hz | 2400000 kHz |
| A desktop processor clock | 3 × 109 Hz | 3000000 kHz |
L’hertz è l’unità SI di frequenza, pari a un ciclo al secondo. Il suo simbolo è Hz. È un’unità derivata la cui dimensione è semplicemente l’inverso di un tempo, sicché una grandezza in hertz conta quante volte qualcosa si ripete in un secondo.
Prende nome da Heinrich Hertz, che fra il 1886 e il 1889 produsse e rivelò onde radio in laboratorio confermando così la previsione di Maxwell che luce e onde elettromagnetiche fossero lo stesso fenomeno. L’unità fu adottata a livello internazionale nel 1960, sostituendo i cicli al secondo, più antichi e più letterali, che si vedono ancora talvolta su apparecchi d’epoca.
Il suono occupa l’estremo basso della scala. L’udito umano va da circa 20 hertz a 20 000 hertz, benché il limite superiore cali con l’età e resti di norma ben sotto i 16 000 hertz in età matura. L’altezza musicale è frequenza: il la sopra il do centrale è fissato per convenzione a 440 hertz, e ogni ottava è un raddoppio, sicché la stessa nota un’ottava sopra vale 880 hertz.
La corrente di rete alterna a 50 hertz in gran parte del mondo e a 60 hertz in Nord America e in parti del Giappone e del Sud America. La divisione è storica più che tecnica, deriva da norme di apparecchiature rivali di fine Ottocento, e spiega perché elettrodomestici e orologi che dipendono dalla frequenza di rete non si possano semplicemente spostare fra le regioni.
Schermi e informatica la usano di continuo. Un display che si aggiorna a 60 hertz si ridisegna sessanta volte al secondo, e frequenze maggiori riducono la sfocatura di movimento visibile. Le frequenze di clock dei processori, un tempo in megahertz e oggi in gigahertz, contano la stessa cosa: quante volte al secondo batte il clock interno.
L’unità vale inoltre per tutto ciò che è periodico senza essere un’onda. Una frequenza cardiaca di 60 battiti al minuto è un hertz, un pendolo con periodo di un secondo oscilla a un hertz, e la frequenza di un albero rotante in giri al secondo si esprime allo stesso modo.
Un hertz equivale a un ciclo al secondo, a 1000 millihertz o a un millesimo di chilohertz.
Il chilohertz è un’unità di frequenza pari a 1000 hertz. Il suo simbolo è kHz. Copre la parte alta dell’udito umano e la parte più bassa dello spettro radio, il che ne fa il punto d’incontro di due tecniche molto diverse.
L’audio abita qui. Il limite superiore dell’udito umano si aggira sui 20 chilohertz in una persona giovane, e le frequenze che reggono l’intelligibilità del parlato si addensano fra 1 e 4 chilohertz. L’audio digitale si campiona a 44,1 chilohertz per il compact disc e a 48 per il lavoro video, valori scelti perché il teorema del campionamento richiede più del doppio della frequenza più alta da riprodurre, con un margine per il filtraggio.
La radiodiffusione cominciò in questo intervallo. Le onde lunghe vanno da 148 a 283 chilohertz e le onde medie, la banda AM, da 526 a 1606. Queste basse frequenze si propagano lungo il suolo e di notte si riflettono sulla ionosfera, il che dà loro portate di centinaia o migliaia di chilometri da un solo trasmettitore. Per questo hanno portato i primi servizi nazionali di radiodiffusione e servono tuttora i radiofari marittimi e aeronautici.
La comunicazione con i sottomarini usa frequenze ancora più basse perché l’acqua di mare assorbe l’energia radio, e solo i segnali dell’ordine di pochi chilohertz e al di sotto penetrano oltre qualche metro. Per questa ragione i trasmettitori navali a frequenza molto bassa occupano enormi schiere di antenne, e le loro velocità di trasmissione sono di conseguenza minuscole.
L’ecografia medica sta ben sopra la gamma udibile, nei megahertz, ma la pulizia a ultrasuoni industriale e i dissuasori per animali lavorano fra 20 e 80 chilohertz, appena sopra ciò che le persone odono. I pipistrelli si orientano per eco nello stesso territorio, da circa 20 a ben oltre 100 chilohertz.
I calcolatori più vecchi avevano frequenze di clock in chilohertz. Il processore dell’Apple II originale girava a poco più di un megahertz, ma i primissimi microprocessori e molti microcontrollori operano ancora a qualche centinaio di chilohertz dove il basso consumo conta più della velocità.
L’audio digitale ha portato una cifra precisa di questo intervallo nell’uso quotidiano. Il disco compatto campiona a 44,1 kilohertz, scelto perché il teorema del campionamento richiede più del doppio della frequenza più alta da riprodurre, e il doppio di 20 kilohertz lascia margine al filtro che rimuove tutto ciò che sta sopra. La registrazione professionale usa comunemente 48 kilohertz per accordarsi al video, e 96 o 192 per la masterizzazione. La telefonia sta assai più in basso, campionando a 8 kilohertz e tagliando dunque sopra i 3,4 circa, ragione per cui una voce su una linea comune perde la sibilanza che rende facili da distinguere le lettere esse ed effe.
Un chilohertz equivale a 1000 hertz, a 0,001 megahertz o a un milionesimo di gigahertz.