| Referens | Hertz (Hz) | Gigahertz (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 |
Hertzen är SI-enheten för frekvens och motsvarar en cykel per sekund. Beteckningen är Hz. Det är en härledd enhet vars dimension helt enkelt är ett delat med tid, så en storhet i hertz räknar hur många gånger något upprepas på en sekund.
Den är uppkallad efter Heinrich Hertz, som mellan 1886 och 1889 alstrade och påvisade radiovågor i laboratoriet och därmed bekräftade Maxwells förutsägelse att ljus och elektromagnetiska vågor är samma företeelse. Enheten antogs internationellt 1960 och ersatte det äldre och mer bokstavliga perioder per sekund, som ännu ibland syns på gammal utrustning.
Ljudet upptar skalans nedre del. Människans hörsel sträcker sig från ungefär 20 hertz till 20 000 hertz, även om den övre gränsen sjunker med åldern och i medelåldern oftast ligger väl under 16 000 hertz. Musikalisk tonhöjd är frekvens: a:et ovanför ettstrukna c är genom överenskommelse satt till 440 hertz, och varje oktav är en fördubbling, så samma ton en oktav högre blir 880 hertz.
Elnätet växlar med 50 hertz i större delen av världen och med 60 hertz i Nordamerika samt delar av Japan och Sydamerika. Uppdelningen är historisk snarare än teknisk och härrör från konkurrerande utrustningsstandarder i slutet av artonhundratalet, och den förklarar varför apparater och ur som beror av nätfrekvensen inte utan vidare kan flyttas mellan regioner.
Skärmar och datateknik använder den ständigt. En bildskärm som uppdaterar med 60 hertz ritas om sextio gånger i sekunden, och högre takt minskar synlig rörelseoskärpa. Processorers klockfrekvenser, förr i megahertz och i dag i gigahertz, räknar samma sak: hur många gånger i sekunden den inre klockan slår.
Enheten gäller dessutom allt periodiskt som inte är en våg. En puls på 60 slag i minuten är en hertz, en pendel med en sekunds period svänger med en hertz, och frekvensen hos en roterande axel i varv per sekund uttrycks likadant.
En hertz motsvarar en cykel per sekund, 1000 millihertz eller en tusendels kilohertz.
Gigahertzen är en frekvensenhet som motsvarar en miljard hertz. Beteckningen är GHz. Det är den trådlösa kommunikationens område i vår tid och klockans område i varje nutida dator, och nästan inget av det var i vardagligt bruk före 1990-talet.
Wi-fi upptar två huvudband, vid 2,4 och 5 gigahertz, med ett nyare band nära 6. Bandet vid 2,4 gigahertz är trångt eftersom det är licensfritt nästan överallt och delas med Bluetooth, sladdlösa telefoner och mikrovågsugnar, som arbetar vid 2,45 gigahertz eftersom vattenmolekyler där tar upp energi effektivt. Bandet vid 5 gigahertz ger fler kanaler och högre takt men sugs upp starkare av väggar och täcker därför ett mindre område.
Mobiltelefonin spänner över hela området. Tidigare generationer använde band under 1 gigahertz för deras långa räckvidd in i byggnader och över landsbygden, medan nyare tilldelningar vid 1,8, 2,6 och 3,5 gigahertz bär mer data över kortare avstånd. Ju högre frekvens, desto mer bandbredd finns att tillgå och desto sämre tränger den igenom, och varje nätgeneration är en förhandling mellan dessa två fakta.
Datorernas klockfrekvenser gick över i gigahertz kring år 2000 och stannade nära fyra några år senare. Gränsen är termisk: effektförlusten stiger brant med frekvensen, och bortom ungefär fyra gigahertz kan en vanlig kiselprocessor inte göra sig av med värmen. Prestandavinsterna sedan dess har kommit av fler kärnor, bredare instruktionsutfärdning och bättre minneshierarkier, inte av högre klocka.
Satellitlänkar, radar och radioastronomi arbetar alla här. Väderradar går vanligen mellan 2,7 och 5,6 gigahertz, flygledningens radar i liknande band, och den mikrovågsbakgrund som fyller universum har sitt maximum nära 160 gigahertz, långt över området för kommunikation på jorden.
Millimetervågssystem vid 24 gigahertz och uppåt används till bilarnas kollisionsradar och till mobilnätens band med störst kapacitet. Deras mycket korta våglängder tillåter små antenner och väldiga datatakter men stoppas av nästan vad som helst, inklusive regn och lövverk.
En gigahertz motsvarar en miljard hertz, 1000 megahertz eller 0,001 terahertz.