| 基準 | ヘルツ (Hz) | メガヘルツ (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 |
ヘルツは、SI における振動数の単位で、毎秒 1 回の繰り返しにあたります。記号は Hz です。次元が時間の逆数にすぎない組立単位であり、ヘルツ で表した量は、あるものが 1 秒間に何回繰り返すかを数えたものです。
名はハインリヒ・ヘルツにちなみます。彼は 1886 年から 1889 年にかけて実験室で電波を発生させ検出し、光と電磁波が同じ現象であるというマクスウェルの予言を裏づけました。この単位が国際的に採用されたのは 1960 年で、それ以前のより字義どおりの 毎秒サイクル に取って代わりました。古い機器では今でもときおり見かけます。
音は目盛りの低いほうを占めます。人の聴覚はおよそ 20 ヘルツ から 20000 ヘルツ にわたりますが、上限は年齢とともに下がり、中年ではふつう 16000 ヘルツ をかなり下回ります。音楽の高さは振動数そのものです。中央のハ音の上のイ音は取り決めにより 440 ヘルツ と定められ、1 オクターブは 2 倍を意味しますから、同じ音名の 1 オクターブ上は 880 ヘルツ になります。
商用電源は、世界の大半で 50 ヘルツ、北米と日本の一部および南米の一部で 60 ヘルツ で交替します。この分かれ方は技術上のものというより歴史上のもので、19 世紀末の競合する機器規格に由来します。電源周波数に依存する機器や時計を、地域をまたいでそのまま持ち運べない理由もここにあります。
画面と計算機はこの単位を絶えず用います。60 ヘルツ で更新される表示は毎秒 60 回描き直され、より高い値は目に見える動きのぼやけを減らします。かつて メガヘルツ、いまは ギガヘルツ で示される処理装置のクロック周波数も、数えているものは同じです。内部のクロックが 1 秒に何回刻むか、ということです。
この単位は、波ではない周期的なものすべてにも当てはまります。毎分 60 拍の心拍は 1 ヘルツ、周期 1 秒の振り子は 1 ヘルツ で揺れ、回転する軸の毎秒回転数も同じように表されます。
1 ヘルツ は、毎秒 1 サイクル、1000 ミリヘルツ、1 キロヘルツ の 1000 分の 1 に等しくなります。
メガヘルツは、100 万 ヘルツ にあたる振動数の単位です。記号は MHz です。放送の大半と近距離の通信を担う電波の帯域を覆っており、20 年にわたって計算機の速さを測る単位でもありました。
FM 放送は、ほとんどの地域で 87.5 から 108 メガヘルツ を占めます。第二次世界大戦後に選ばれた帯域で、周波数変調に必要な広いチャンネルを許すだけ高く、しかも送信機と受信機を安く作れるだけ低い位置にあったからです。地上波テレビは隣接する帯域を取り、放送が アナログ から デジタル へ移ったことで、その大部分が移動体通信のために空きました。
航空無線は FM 放送のすぐ上、118 から 137 メガヘルツ にあり、より明瞭な周波数変調ではなく振幅変調を用います。この選択は意図的です。2 機が同時に送信すると、振幅変調ではうなりによる甲高い音が聞こえ、混信が起きたことを全員に知らせます。周波数変調なら強いほうの信号だけを拾い、弱いほうを無言のまま失ってしまいます。
計算機の処理装置は、1970 年代末からおよそ 2000 年まで メガヘルツ で格付けされていました。最初の IBM PC は 4.77 メガヘルツ で動き、その後に続いた メガヘルツ 競争は、発熱のためにクロック周波数が 4 ギガヘルツ 近くで頭打ちになったところで終わりました。以後、製造者は コアの数を競うようになります。記憶装置のバス速度や表示の同期は、いまも メガヘルツ で示されるのがふつうです。
医用超音波は、およそ 2 から 18 メガヘルツ で働きます。周波数が高いほど分解能は細かくなりますが深くは届かないので、腹部の検査は体表近くの構造を診るときより低い周波数を使い、検査者はそれに応じて探触子を選びます。
電波による個体識別、車庫の扉の遠隔操作器、無線マイク、船舶用 VHF、アマチュア無線は、いずれもこの範囲に住んでいます。遮蔽の不十分な電子機器がたがいに干渉する原因となる高調波も同じで、だからこそ法規に基づく試験は、数十から数百 メガヘルツ の放射に力を注ぎます。
移動 の 電話 は、この単位を 金 の 問題 にしました。電波 は メガヘルツ で測った 塊 で 競売 に かけられ、各国 は 700、800、900、1800、2600 メガヘルツ の 帯 から 数百億 の 額 を得てきました。それぞれ の 値打ち は 物理 が決めます。低い 周波 数 は 遠く まで届き 建物 にも よく 入る ので、700 と 800 の 帯 は 田舎 を 安く 覆い、高い ほう は 短い 距離 で 多く の 資料 を運び 都市 に向きます。ですから 事業 者 の 通じる 範囲 の 図 と、その 通信 の 速さ は、どの メガヘルツ を買えた か の 結果 です。これら の 競売 が、ほか の どんな 国有 の 資産 の 売却 と 同じ ほど 熱心 に 見守られる 理由 です。
1 メガヘルツ は、100 万 ヘルツ、1000 キロヘルツ、0.001 ギガヘルツ に等しくなります。