ヘルツからミリヘルツへの換算

ヘルツ（Hz）について

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。

ミリヘルツ（mHz）について

ミリヘルツは、1 ヘルツ の 1000 分の 1 にあたる振動数の単位です。記号は mHz です。1 ミリヘルツ は 1000 秒に 1 回、17 分弱に 1 回の繰り返しにあたるので、この単位は、繰り返しを眺めていられるほどゆっくりした現象を表します。

小文字の m が肝心です。1 ミリヘルツ は 1 メガヘルツ の 100 万分の 1 であり、両者を分けているのは最初の文字の大小だけです。打ち間違いが量を 6 桁も変えてしまう場所は SI のなかでも数えるほどしかなく、大文字と小文字の区別が失われた文書では、これが繰り返し混乱の種になります。

この単位の本来の住まいは地震学です。大きな地震は地球全体を鐘のように鳴らします。この自由振動の周期は数分から 1 時間ほどで、およそ 0.3 から 5 ミリヘルツ のあいだに位置します。もっとも低い モード は、惑星が球のまま膨らんだり縮んだりするもので、周期は 20 分近くになります。これらの振動数の測定こそが、地震波トモグラフィーが現れる前に地球の深部構造を描き出した手立てでした。

太陽も同じ範囲で振動しています。日震学は太陽の内部に閉じ込められた圧力波を調べます。もっとも強い信号は、およそ 3.3 ミリヘルツ の 5 分振動です。数百万に及ぶこれらの モード を追うことで、太陽の内部の自転や対流層の深さが明らかになります。表面を望遠鏡で眺めていても得られない情報です。

海洋の潮汐は、これよりさらにずっと下にあります。もっとも主要な太陰半日周潮は 12 時間 25 分ごとに繰り返し、これはおよそ 0.022 ミリヘルツ です。潮汐表が組み立てられる分潮の一族は、0.1 ミリヘルツ を下回る範囲を占めています。

工学がこの単位に出会うのは、高層建築や長大橋の揺れであり、その基本 モード はおよそ 100 から 500 ミリヘルツ に落ち着きます。暖房設備や化学プラントのゆるやかな制御ループもそうで、そこでは工程が変化に応じるまでに何分もかかることがあります。

1 ミリヘルツ は、0.001 ヘルツ、1000 秒に 1 サイクル、1000 マイクロヘルツ に等しくなります。