| Riferimento | Hertz (Hz) | Megahertz (MHz) |
|---|---|---|
| European mains electricity | 50 Hz | 0.00005 MHz |
| Concert pitch A above middle C | 440 Hz | 0.00044 MHz |
| An FM radio station | 100000000 Hz | 100 MHz |
| A Wi-Fi band | 2.4 × 109 Hz | 2400 MHz |
| A desktop processor clock | 3 × 109 Hz | 3000 MHz |
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 megahertz è un’unità di frequenza pari a un milione di hertz. Il suo simbolo è MHz. Copre la parte dello spettro radio che porta la maggior parte della radiodiffusione e delle comunicazioni a corto raggio, ed è stata per due decenni l’unità con cui si misurava la velocità dei calcolatori.
La radio FM occupa 87,5 a 108 megahertz quasi ovunque, banda scelta dopo la seconda guerra mondiale perché abbastanza alta da consentire i canali larghi che la modulazione di frequenza richiede e abbastanza bassa da permettere trasmettitori e ricevitori economici. La televisione terrestre prese le bande vicine, e il passaggio dalla trasmissione analogica a quella digitale ne liberò larghe parti per la telefonia mobile.
Le comunicazioni aeronautiche stanno appena sopra la radio FM, da 118 a 137 megahertz, e usano la modulazione di ampiezza anziché la più nitida modulazione di frequenza. La scelta è voluta: quando due aeromobili trasmettono insieme, la modulazione di ampiezza produce un fischio di battimento udibile che avverte tutti della sovrapposizione, mentre la modulazione di frequenza si limiterebbe a catturare il segnale più forte perdendo in silenzio quello più debole.
I processori dei calcolatori furono classificati in megahertz dalla fine degli anni settanta fino al 2000 circa. L’IBM PC originale girava a 4,77 megahertz, e la corsa ai megahertz che ne seguì finì quando le frequenze di clock si fermarono attorno ai quattro gigahertz per via del calore, dopo di che i costruttori si sfidarono sul numero di nuclei. Le velocità del bus di memoria e le temporizzazioni dei display si citano tuttora comunemente in megahertz.
L’ecografia medica lavora fra circa 2 e 18 megahertz. Le frequenze più alte danno risoluzione più fine ma penetrano meno, sicché un esame addominale usa una frequenza più bassa rispetto all’esame di una struttura superficiale, e l’operatore sceglie la sonda di conseguenza.
L’identificazione a radiofrequenza, i telecomandi dei cancelli, i microfoni senza filo, il VHF nautico e la radiantistica abitano tutti questo intervallo. Così pure le armoniche che fanno interferire fra loro apparecchi mal schermati, ed è per questo che le prove di legge si concentrano sulle emissioni nelle decine e centinaia di megahertz.
La telefonia mobile ha fatto dell’unità una questione di denaro. Lo spettro si mette all’asta in blocchi misurati in megahertz, e gli Stati hanno raccolto decine di miliardi dalle bande a 700, 800, 900, 1800 e 2600 megahertz. La fisica ne fissa il valore: le frequenze più basse arrivano più lontano e penetrano meglio negli edifici, sicché le bande 700 e 800 coprono a poco prezzo le zone rurali, mentre quelle più alte portano più dati su distanze minori e convengono alle città. La mappa di copertura di un operatore e le sue velocità di dati discendono dunque da quali megahertz sia riuscito a comprare, ed è per questo che le aste sono seguite da vicino come ogni altra vendita di beni pubblici.
Un megahertz equivale a un milione di hertz, a 1000 chilohertz o a 0,001 gigahertz.