| 기준 | 킬로헤르츠 (kHz) | 테라헤르츠 (THz) |
|---|---|---|
| European mains electricity | 0.05 kHz | 5 × 10-11 THz |
| Concert pitch A above middle C | 0.44 kHz | 4.4 × 10-10 THz |
| An FM radio station | 100000 kHz | 0.0001 THz |
| A Wi-Fi band | 2400000 kHz | 0.0024 THz |
| A desktop processor clock | 3000000 kHz | 0.003 THz |
킬로헤르츠는 1000 헤르츠에 해당하는 진동수 단위입니다. 기호는 kHz 입니다. 사람 청각의 윗부분과 전파 스펙트럼의 가장 아랫부분을 아우르며, 그래서 아주 다른 두 기술이 만나는 자리가 됩니다.
소리가 여기에 삽니다. 젊은 사람의 청각 상한은 약 20 킬로헤르츠이고, 말의 알아들음을 떠받치는 주파수는 1 에서 4 킬로헤르츠 사이에 모입니다. 디지털 소리는 콤팩트디스크에서 44.1 킬로헤르츠로, 영상 작업에서 48 킬로헤르츠로 표본화됩니다. 이 값들이 뽑힌 까닭은 표본화 정리가 되살리려는 최고 주파수의 두 배를 넘는 속도를 요구하기 때문이며, 거기에 거르개를 위한 여유가 더해져 있습니다.
방송은 이 구간에서 시작되었습니다. 장파는 148 에서 283 킬로헤르츠, 중파 곧 AM 대역은 526 에서 1606 킬로헤르츠입니다. 이 낮은 주파수는 땅을 따라 퍼지고 밤에는 전리층에 반사되어, 송신소 하나에서 수백 또는 수천 킬로미터에 이릅니다. 그래서 최초의 전국 방송을 떠받쳤고, 오늘날에도 해상과 항공의 항행용 비컨에 쓰입니다.
잠수함과의 통신은 더 낮은 주파수를 씁니다. 바닷물이 전파의 에너지를 삼켜, 몇 킬로헤르츠 아래의 신호가 아니면 몇 미터보다 깊이 들어가지 못하기 때문입니다. 해군의 초장파 송신소가 거대한 안테나 무리를 차지하는 까닭이 여기 있고, 그만큼 보낼 수 있는 정보량은 아주 적습니다.
의료 영상의 초음파는 가청 영역보다 한참 위인 메가헤르츠 영역에 있지만, 공업용 초음파 세척과 동물 쫓기 장치는 20 에서 80 킬로헤르츠에서 일합니다. 사람이 듣는 범위의 바로 위입니다. 박쥐의 반향정위도 같은 영역에 있어 약 20 에서 100 킬로헤르츠를 훌쩍 넘는 데까지 미칩니다.
옛 컴퓨터의 클록 속도는 킬로헤르츠였습니다. 초기 애플 II 의 처리 장치는 1 메가헤르츠 남짓으로 돌았지만, 가장 이른 마이크로프로세서와 여러 마이크로컨트롤러는 속도보다 낮은 소비 전력이 중요한 자리에서 지금도 수백 킬로헤르츠로 움직입니다.
디지털 소리는 이 범위의 특정한 값을 날마다의 쓰임으로 들여왔습니다. 콤팩트 디스크는 44.1 킬로헤르츠로 표본을 뜹니다. 표본 정리가 되살리려는 가장 높은 진동수의 두 곱절보다 위를 요구하고, 20 킬로헤르츠의 두 곱절이 그 위를 걷어 내는 거르개에 여유를 남기기 때문입니다. 직업으로서의 녹음은 영상에 맞추어 48 킬로헤르츠를, 마무리에 96 이나 192 를 흔히 씁니다. 전화는 훨씬 아래에 있어 8 킬로헤르츠로 표본을 뜨고 약 3.4 위를 자릅니다. 흔한 전화선의 목소리가 s 와 f 를 가려듣게 해 주는 스치는 소리를 잃는 까닭입니다.
1 킬로헤르츠는 1000 헤르츠, 0.001 메가헤르츠, 1 기가헤르츠의 100 만분의 1 과 같습니다.
테라헤르츠는 1 조 헤르츠에 해당하는 진동수 단위입니다. 기호는 THz 입니다. 가장 높은 전파와 가장 낮은 적외선 사이의 틈을 차지하며, 이 영역은 20 세기의 대부분 동안 만들기도 잡아내기도 어려워 테라헤르츠 간극이라 불렸습니다.
어려움은 이론이 아니라 실제의 것이었습니다. 전자식 발진기는 수백 기가헤르츠를 넘으면 힘이 다합니다. 전하를 나르는 알갱이가 충분히 빨리 응하지 못하기 때문입니다. 한편 레이저 같은 빛의 원천은 적외선 아래에서 효율이 떨어집니다. 그 사이의 대역에는 어느 쪽에도 편한 기술이 없었고, 수십 년 동안 전자기파 띠에서 가장 덜 살펴본 부분으로 남았습니다.
이를 바꾼 것은 초고속 레이저와 광전도 안테나입니다. 몇 펨토초밖에 이어지지 않는 레이저 펄스를 반도체에 쬐어 테라헤르츠 펄스를 만들어 냅니다. 이제 테라헤르츠 시간영역 분광법이 이 대역 전체에 걸친 물질의 응답을 재며, 이 방법은 재료 과학의 표준 도구가 되었습니다.
가장 잘 알려진 쓰임은 보안 검색입니다. 테라헤르츠 복사는 옷과 종이와 플라스틱과 도자기를 지나가지만 금속에는 막히고 물에는 흡수됩니다. 게다가 광자 하나의 에너지가 무언가를 이온화하기에는 너무 작아서, 엑스선과 같은 위험 없이 숨겨진 물건을 비추어 낼 수 있습니다. 공항의 몸 검색 장치가 이 원리로 움직입니다.
분자 분광학이 이 대역을 쓰는 까닭은 큰 분자들이 여기에 회전과 진동의 상태를 지니기 때문입니다. 폭발물과 약물은 테라헤르츠의 특징적인 지문을 보이고, 이 방법은 제약의 품질 관리에서 다른 방법으로는 똑같아 보이는 결정형을 가려내는 데 쓰입니다. 미술품 보존은 화폭에 손대지 않고 물감 층 아래를 보려고 이를 씁니다.
천문학은 높고 마른 곳이나 궤도 위에서 이 주파수를 관측합니다. 대기 속 수증기가 테라헤르츠 복사를 세게 빨아들이기 때문입니다. 별이 태어나는 영역의 찬 티끌과 분자 기체가 여기서 빛을 내며, 칠레의 높은 땅과 남극점에 관측소가 세워지는 까닭이 여기 있습니다.
통신 연구가 이 띠로 들어서기 시작했습니다. 자료 속도는 쓸 수 있는 대역폭과 함께 늘고, 100 기가헤르츠 위에는 그 아래보다 훨씬 넓은 자리가 있습니다. 그래서 실험실은 1 테라헤르츠에 가까운 진동수에서 초당 몇백 기가비트를 나르는 무선 연결을 보여 왔습니다. 걸림돌은 물의 김이 이 물결을 세게 빨아들인다는 점입니다. 맑은 공기에서도 몇백 미터, 비가 오면 훨씬 짧은 거리로 연결이 묶입니다. 그것이 이 기술을 짧은 도약에 가둡니다. 옥상 안테나 사이의 이음, 자료 중심 안쪽의 연결, 또는 가로등에서 건물까지의 마지막 구간이지, 방송을 닮은 무엇이 아닙니다.
1 테라헤르츠는 1 조 헤르츠, 1000 기가헤르츠, 약 0.3 밀리미터의 파장과 같습니다.