| 기준 | 헤르츠 (Hz) | 기가헤르츠 (GHz) |
|---|---|---|
| European mains electricity | 50 Hz | 0.00000005 GHz |
| Concert pitch A above middle C | 440 Hz | 0.00000044 GHz |
| An FM radio station | 100000000 Hz | 0.1 GHz |
| A Wi-Fi band | 2.4 × 109 Hz | 2.4 GHz |
| A desktop processor clock | 3 × 109 Hz | 3 GHz |
헤르츠는 국제단위계의 진동수 단위로, 초당 한 번의 되풀이에 해당합니다. 기호는 Hz 입니다. 차원이 시간의 역수일 뿐인 유도 단위이며, 헤르츠로 나타낸 양은 어떤 것이 1 초에 몇 번 되풀이되는지를 센 값입니다.
이름은 하인리히 헤르츠에게서 왔습니다. 그는 1886 년부터 1889 년 사이 실험실에서 전파를 만들어 내고 검출하여, 빛과 전자기파가 같은 현상이라는 맥스웰의 예언을 확인했습니다. 이 단위가 국제적으로 채택된 것은 1960 년으로, 더 오래되고 더 문자 그대로였던 초당 사이클을 대신했습니다. 옛 장비에서는 지금도 이따금 볼 수 있습니다.
소리는 눈금의 낮은 쪽을 차지합니다. 사람의 청각은 약 20 헤르츠에서 20000 헤르츠에 걸치지만, 위쪽 한계는 나이와 함께 내려가 중년이면 보통 16000 헤르츠에 한참 못 미칩니다. 음악의 높이는 곧 진동수입니다. 가운데 다 위의 가 음은 약속에 따라 440 헤르츠로 정해져 있고, 한 옥타브는 두 배를 뜻하므로 같은 음이름의 한 옥타브 위는 880 헤르츠가 됩니다.
상용 전원은 세계 대부분에서 50 헤르츠로, 북아메리카와 일본 일부 및 남아메리카 일부에서 60 헤르츠로 오갑니다. 이 갈림은 기술보다는 역사의 것으로, 19 세기 말 서로 겨루던 기기 규격에서 왔습니다. 전원 주파수에 기대는 기기와 시계를 지역을 넘어 그대로 옮길 수 없는 까닭도 여기 있습니다.
화면과 전산은 이 단위를 끊임없이 씁니다. 60 헤르츠로 새로 그리는 화면은 1 초에 예순 번 다시 그려지고, 더 높은 값은 눈에 띄는 움직임 흐림을 줄입니다. 한때 메가헤르츠, 이제는 기가헤르츠로 적히는 처리 장치의 클록 속도도 세는 것은 같습니다. 안쪽의 클록이 1 초에 몇 번 째깍이는가 하는 것입니다.
이 단위는 파동이 아닌 주기적인 모든 것에도 쓰입니다. 분당 예순 번의 심박은 1 헤르츠이고, 주기 1 초의 진자는 1 헤르츠로 흔들리며, 도는 축의 초당 회전수도 같은 방식으로 적습니다.
1 헤르츠는 초당 1 사이클, 1000 밀리헤르츠, 1 킬로헤르츠의 1000 분의 1 과 같습니다.
기가헤르츠는 10 억 헤르츠에 해당하는 진동수 단위입니다. 기호는 GHz 입니다. 오늘날 무선 통신과 지금 쓰이는 모든 컴퓨터 안쪽 클록이 놓인 영역이며, 그 안에 있는 것 가운데 1990 년대 이전에 일상이던 것은 거의 없습니다.
무선 랜은 2.4 와 5 기가헤르츠의 두 주요 대역을 차지하고 6 근처에 더 새로운 대역이 있습니다. 2.4 기가헤르츠 대역이 붐비는 까닭은 거의 모든 나라에서 허가 없이 쓸 수 있고 블루투스, 무선 전화기, 전자레인지와 함께 쓰기 때문입니다. 전자레인지가 2.45 기가헤르츠로 도는 것은 그 주파수에서 물 분자가 에너지를 잘 빨아들이기 때문입니다. 5 기가헤르츠 대역은 채널이 더 많고 속도가 높지만 벽에 더 세게 먹혀 덮는 범위가 좁습니다.
이동 전화는 이 영역 전체에 걸쳐 있습니다. 이전 세대는 건물 안쪽과 들판까지 닿는 거리를 얻으려고 1 기가헤르츠 아래의 대역을 썼습니다. 더 새로운 1.8, 2.6, 3.5 기가헤르츠 할당은 더 짧은 거리에 더 많은 자료를 나릅니다. 주파수가 높을수록 쓸 수 있는 대역폭은 넓어지고 뚫고 나가는 힘은 줄어듭니다. 세대마다의 망 설계는 늘 이 두 사실 사이의 흥정입니다.
컴퓨터의 클록 속도는 2000 년 무렵 기가헤르츠 영역에 들어섰고 몇 해 뒤 4 근처에서 멈추었습니다. 한계는 열에 있습니다. 소비 전력은 주파수와 함께 가파르게 늘고, 약 4 기가헤르츠를 넘으면 보통의 규소 처리 장치는 열을 버리지 못합니다. 그 뒤의 성능 향상은 클록을 올리는 데서가 아니라 코어를 늘리고 명령 발행을 넓히고 기억 계층을 개선하는 데서 왔습니다.
위성 회선, 레이더, 전파 천문학이 모두 여기서 일합니다. 기상 레이더는 보통 2.7 에서 5.6 기가헤르츠를, 항공 관제 레이더도 비슷한 대역을 쓰며, 우주를 채운 마이크로파 배경 복사는 160 기가헤르츠 언저리에 봉우리를 둡니다. 지상 통신의 범위를 한참 웃도는 높이입니다.
24 기가헤르츠 이상의 밀리미터파 장치는 자동차의 충돌 회피 레이더와 이동 통신망에서 가장 용량이 큰 대역에 쓰입니다. 파장이 매우 짧아 작은 안테나와 거대한 전송 속도를 이룰 수 있지만, 비와 나뭇잎을 비롯해 거의 무엇에나 막힙니다.
1 기가헤르츠는 10 억 헤르츠, 1000 메가헤르츠, 0.001 테라헤르츠와 같습니다.