| Terahertz (THz) | Hertz (Hz) |
|---|---|
| 1 Terahertz | 1000000000000 Hz |
| 2 Terahertz | 2000000000000 Hz |
| 3 Terahertz | 3000000000000 Hz |
| 4 Terahertz | 4000000000000 Hz |
| 5 Terahertz | 5000000000000 Hz |
| 10 Terahertz | 10000000000000 Hz |
| 20 Terahertz | 20000000000000 Hz |
| 25 Terahertz | 25000000000000 Hz |
| 50 Terahertz | 50000000000000 Hz |
| 100 Terahertz | 100000000000000 Hz |
| Referência | Terahertz (THz) | Hertz (Hz) |
|---|---|---|
| European mains electricity | 5 × 10-11 THz | 50 Hz |
| Concert pitch A above middle C | 4.4 × 10-10 THz | 440 Hz |
| An FM radio station | 0.0001 THz | 100000000 Hz |
| A Wi-Fi band | 0.0024 THz | 2.4 × 109 Hz |
| A desktop processor clock | 0.003 THz | 3 × 109 Hz |
O terahertz é uma unidade de frequência igual a um bilião de hertz. O seu símbolo é THz. Ocupa a lacuna entre as frequências de rádio mais altas e a luz infravermelha mais baixa, uma região que durante quase todo o século XX foi tão difícil de gerar ou detetar que ficou conhecida como a lacuna dos terahertz.
A dificuldade era prática e não teórica. Os osciladores eletrónicos ficam sem velocidade acima de umas centenas de gigahertz porque os portadores de carga não respondem com rapidez suficiente, ao passo que as fontes óticas como o laser perdem rendimento abaixo do infravermelho. A banda intermédia não tinha tecnologia cómoda de nenhum dos lados, e foi durante décadas a parte menos explorada do espetro eletromagnético.
Isso mudou com os lasers ultrarrápidos e as antenas fotocondutoras, que geram impulsos de terahertz iluminando um semicondutor com um impulso laser de poucos femtossegundos. A espetroscopia de terahertz no domínio do tempo mede hoje a resposta dos materiais ao longo da banda, e a técnica tornou-se ferramenta corrente na ciência dos materiais.
O rastreio de segurança é a aplicação mais conhecida. A radiação de terahertz atravessa roupa, papel, plástico e cerâmica mas é travada pelo metal e absorvida pela água, e a sua energia por fotão é demasiado baixa para ionizar seja o que for, pelo que consegue formar imagens de objetos escondidos sem os riscos dos raios X. Os pórticos corporais dos aeroportos funcionam segundo este princípio.
A espetroscopia molecular usa a banda porque muitas moléculas grandes têm aqui modos de rotação e de vibração. Os explosivos e as drogas apresentam assinaturas de terahertz características, e a técnica serve no controlo de qualidade farmacêutico para distinguir formas cristalinas que outros métodos tornam idênticas. A conservação de arte aplica-a para ver sob as camadas de tinta sem tocar numa tela.
A astronomia observa a estas frequências a partir de sítios altos e secos ou de órbita, porque o vapor de água atmosférico absorve fortemente a radiação de terahertz. O pó frio e o gás molecular das regiões de formação estelar radiam aqui, razão pela qual se constroem observatórios em grande altitude no Chile e no polo sul.
A investigação em comunicações começou a entrar na banda. As taxas de dados crescem com a largura de banda disponível, e há muito mais espaço acima dos 100 giga-hertz do que abaixo, pelo que laboratórios demonstraram ligações sem fios a transportar centenas de gigabits por segundo em frequências que se aproximam do tera-hertz. O obstáculo é que o vapor de água absorve fortemente estas ondas, limitando uma ligação a algumas centenas de metros com ar limpo e a muito menos sob chuva. Isso confina a técnica a saltos curtos: ligações entre antenas de cobertura, ligações dentro de um centro de dados, ou o último troço entre um poste de iluminação e um edifício, e não algo parecido com uma radiodifusão.
Um terahertz equivale a um bilião de hertz, a 1000 gigahertz ou a um comprimento de onda de cerca de 0,3 milímetros.
O hertz é a unidade SI de frequência, igual a um ciclo por segundo. O seu símbolo é Hz. É uma unidade derivada cuja dimensão é simplesmente o inverso de um tempo, pelo que uma quantidade em hertz conta quantas vezes algo se repete num segundo.
Tem o nome de Heinrich Hertz, que entre 1886 e 1889 produziu e detetou ondas de rádio em laboratório e confirmou assim a previsão de Maxwell de que a luz e as ondas eletromagnéticas são o mesmo fenómeno. A unidade foi adotada internacionalmente em 1960, substituindo os ciclos por segundo, mais antigos e mais literais, que ainda se veem por vezes em equipamento de época.
O som ocupa a extremidade baixa da escala. A audição humana vai de cerca de 20 hertz a 20 000 hertz, embora o limite superior desça com a idade e fique em geral bem abaixo de 16 000 hertz na meia-idade. A altura musical é frequência: o lá acima do dó central está fixado por convenção em 440 hertz, e cada oitava é uma duplicação, pelo que a mesma nota uma oitava acima vale 880 hertz.
A eletricidade da rede alterna a 50 hertz na maior parte do mundo e a 60 hertz na América do Norte e em partes do Japão e da América do Sul. A divisão é histórica e não técnica, vem de normas de equipamento rivais do final do século XIX, e explica por que razão aparelhos e relógios que dependem da frequência da rede não podem simplesmente mudar de região.
Os ecrãs e a informática usam-na sem cessar. Um monitor que atualiza a 60 hertz redesenha-se sessenta vezes por segundo, e frequências mais altas reduzem a desfocagem de movimento visível. As velocidades de relógio dos processadores, outrora em megahertz e hoje em gigahertz, contam o mesmo: quantas vezes por segundo bate o relógio interno.
A unidade aplica-se ainda a tudo o que é periódico sem ser uma onda. Uma frequência cardíaca de 60 batimentos por minuto é um hertz, um pêndulo com um segundo de período oscila a um hertz, e a frequência de um veio em rotação em voltas por segundo exprime-se de igual modo.
Um hertz equivale a um ciclo por segundo, a 1000 milihertz ou a um milésimo de quilohertz.