ヘルツ(記号:Hz )は、国際単位系(SI)の周波数の単位で、 1秒間に1回のイベント(またはサイクル)に相当すると説明されることが多い。[ 1 ] [ a ]ヘルツはSIの派生単位で、 SI基本単位での正式な表現は1/sまたはs −1であり、1ヘルツは1秒間に1回、つまり1秒の逆数であることを意味する。[ 2 ]これは周期的なイベントの場合にのみ使用される。電磁波の存在を決定的に証明した最初の人物であるハインリヒ・ルドルフ・ヘルツ(1857~1894)にちなんで名付けられた。高周波の場合、この単位は一般的にキロヘルツ(kHz)、メガヘルツ(MHz)、ギガヘルツ(GHz)、テラヘルツ(THz )の倍数で表される。
この単位の最も一般的な用途としては、周期的な波形や音色、特にラジオやオーディオ関連のアプリケーションで使用される波形や音色の記述が挙げられます。また、コンピュータやその他の電子機器のクロック速度を表すためにも使用されます。さらに、プランクの関係式E = hνを介して光子のエネルギーを表すためにも使用されることがあります。ここで、Eは光子のエネルギー、νはその周波数、hはプランク定数です。
ヘルツは周期的な事象に対して1秒あたり1と定義されています。国際度量衡委員会は秒を「セシウム133原子の基底状態の2つの超微細構造準位間の遷移に対応する放射の周期は9,192,631,770である」[ 3 ] [ 4 ]と述べ、さらに「したがって、セシウム133原子の基底状態における超微細構造分裂は正確には9 192 631 770 ヘルツ、ν hfs Cs =9 192 631 770 Hz。ヘルツの単位の次元は 1/時間 (T −1 ) です。SI 基本単位で表すと、単位は秒の逆数 (1/s) になります。
英語では、「hertz」は複数形としても使用されます。[ 5 ] SI単位として、Hzには接頭辞を付けることができます。一般的に使用される倍数はkHz(キロヘルツ、10 3 Hz ) 、MHz (メガヘルツ、10 6 Hz )、GHz (ギガヘルツ、10 9 Hz ) および THz (テラヘルツ、10 12 Hz)。1ヘルツ(つまり1秒間に1回)は、単純に「1秒間に1回の周期的なイベントが発生する」ことを意味します(カウントされるイベントは完全なサイクルである可能性があります)。100 Hzは「1 秒間に 100 回の周期的な事象が発生する」という意味です。この単位はあらゆる周期的な事象に適用できます。例えば、時計が 100 Hz で時を刻む場合、100 Hz と表現できます。1 Hz 、つまり人間の心臓は1.2 Hz。
非周期的または確率的事象の発生率は、一般的には逆秒または逆秒(1/sまたはs −1 )で表されるが、放射能の特定の場合にはベクレルで表される。[ b ]一方、1 Hz (1 Hz ) は、1 秒間に 1 サイクル (または周期的なイベント) を具体的に指します。1 Bq(または1秒あたり1回)とは、平均して1秒間に1回の放射性核種事象が発生することを意味します。
周波数、角速度、角周波数、放射能はすべて T −1 の次元を持つが、これらのうち周波数だけがヘルツの単位で表される。[ 7 ]したがって、毎分 60 回転 (rpm) で回転する円盤は、角速度が 2π rad/s、回転周波数が 100 であると 言われる。1 Hz。単位がヘルツの周波数fと単位がラジアン毎秒の角速度ωとの対応関係は
ヘルツはハインリヒ・ヘルツにちなんで名付けられました。人名にちなんで名付けられたSI単位はすべて、記号が大文字(Hz)で始まりますが、完全な形で表記する場合は、普通名詞の頭文字を大文字にする規則に従います。つまり、文頭やタイトルではヘルツは大文字で表記されますが、それ以外は小文字で表記されます。
ヘルツは、電磁気学の研究に重要な科学的貢献をしたドイツの物理学者ハインリヒ・ヘルツ(1857~1894)にちなんで名付けられました。この名称は、1935年に国際電気標準会議(IEC)によって制定されました。 [ 8 ] 1960年に国際度量衡総会(CGPM)(Conférence générale des poids et mesures )によって採用され、それまでの単位名「サイクル毎秒」(cps)と、関連する倍数、主に「キロサイクル毎秒」(kc/s)と「メガサイクル毎秒」(Mc/s)、そして時折「キロメガサイクル毎秒」(kMc/s)に取って代わりました。場合によっては、「メガサイクル」は「メガサイクル毎秒」の短縮形として使用されました。 [ 9 ]
一般メディアで「サイクル/秒」が「ヘルツ」に置き換えられ始めたのは1960年代後半のことである。[ 10 ]


音は縦波であり、圧力の振動です。人間は音の周波数を音高として認識します。各音符は特定の周波数に対応しています。乳児の耳は、20 Hzから20,000 Hz ; 平均的な成人は、20 Hzおよび16,000 Hz 。[ 11 ]超音波、超低周波音、および分子や原子の振動などのその他の物理的振動の範囲は、数フェムトヘルツ[ 12 ]からテラヘルツ範囲[ c ]およびそれ以上に広がっています。[ 12 ]
電磁放射は、多くの場合、周波数(1秒あたりの垂直な電場と磁場の振動回数)によって表され、単位はヘルツ(Hz)で表される。
無線周波数放射は通常、キロヘルツ (kHz)、メガヘルツ (MHz)、ギガヘルツ (GHz) で測定され、後者はマイクロ波として知られています。光は、さらに周波数の高い電磁放射であり、数十テラヘルツ (THz) の赤外線から数ペタヘルツ (PHz) の紫外線までの周波数範囲を持ちます。可視スペクトルは、約 400 ~ 790 THz です。低テラヘルツ帯 (通常使用可能な最高無線周波数と長波赤外線の中間) の周波数の電磁放射は、しばしばテラヘルツ放射と呼ばれます。X線やガンマ線などのより高い周波数は、エクサヘルツ (EHz) で表すことができます。
歴史的および実用的な理由から、赤外線以上の電磁波は一般的に波長(nm)で表され、X線以上の電磁波は光子エネルギー( eV 、keV~GeV以上)で表されます。これらの周波数範囲の詳細については、「電磁スペクトル」を参照してください。
重力波の観測は、30~7000Hzの周波数帯ではLIGOのようなレーザー干渉計 によって、ナノヘルツ(1~1000nHz)の周波数帯ではパルサータイミングアレイによって行われている。将来的には、このギャップを埋めるために宇宙ベースの検出器が計画されており、LISAは0.1~10mHz ( 10μHz~100mHzの範囲で感度を持つ)、DECIGOは0.1~10Hzの周波数帯で動作する予定である。
コンピュータでは、ほとんどの中央処理装置(CPU)は、メガヘルツ(MHz)またはギガヘルツ(GHz )で表されるクロック周波数でラベル付けされています。この仕様は、CPUのマスタークロック信号の周波数を指します。この信号は、一般的に方形波であり、一定間隔で低論理レベルと高論理レベルを切り替える電気電圧です。ヘルツは、CPUの性能を判断するために一般に受け入れられている主要な測定単位となっていますが、多くの専門家はこのアプローチを批判しており、簡単に操作できるベンチマークであると主張しています。一部のプロセッサは、単一の操作を実行するために複数のクロックサイクルを使用しますが、他のプロセッサは、1つのサイクルで複数の操作を実行できます。[ 13 ]パーソナルコンピュータの場合、CPUのクロック速度は、約 1970年代後半の1MHz(アタリ、コモドール、アップルコンピュータ)から最大 IBM Powerマイクロプロセッサでは6GHz。
CPUとノースブリッジを接続するフロントサイドバスなど、さまざまなコンピュータバスもメガヘルツ帯のさまざまな周波数で動作します。
国際単位系が接頭辞で示す周波数よりも高い周波数は、質量を持つ粒子の量子力学的振動の周波数に自然に存在すると考えられているが、これらは直接観測できないため、他の現象を通して推測する必要がある。慣例として、これらは通常ヘルツではなく、プランク定数の係数で周波数に比例する等価エネルギーで表される。
UnicodeのCJK互換性ブロックには、周波数の一般的な SI 単位の文字が含まれています。これらは東アジアの文字エンコーディングとの互換性を目的としており、新しい文書 (例えば「MHz」のようなラテン文字を使用することが想定される) で使用するためのものではありません。[ 14 ]