赫兹(符号:Hz)是国际单位制(SI)中表示频率的单位,代表每秒发生一次事件或每秒发生一次循环。它属于国际单位制中的导出单位,其单位表达式为

,即一赫兹是一秒的倒数。该单位常用于描述物理学中的波的形式、音乐中的音调、广播电台频段、以及计算机等等电子设备的速度。
赫兹是以德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹(Heinrich Rudolf Hertz, 1857-1894)的名字命名的。他是首位实验产生无线电波证明麦克斯韦电磁理论的物理学家,在电磁学领域有重要科学贡献。赫兹于1960年被国际度量衡大会(CGPM)采纳为频率的单位。
历史
英语中曾经常用每秒周期数(Cycle per second)作为频率单位,缩写为c.p.s.或者c/s等等。该单位语源自周期性现象,例如声波的频率可以用每秒振动的周期次数来描述。1930年国际电工委员会(IEC)提出使用赫兹作为频率的单位。1935米-千克-秒单位制中也引入了赫兹。1948年的第9届国际度量衡大会(CGPM)正式将赫兹列入国际单位列表。自1960年国际单位制(SI)创立以来,赫兹逐渐取代过去不同国家和地区使用的频率单位。
定义
赫兹等于每秒一次循环或事件。国际计量委员会的定义是:铯-133原子不受扰动的基态超精细能级跃迁频率的值固定为9192631770赫兹,而赫兹是国际单位制的基本单位秒的倒数(1/s)。
用法
作为SI单位,赫兹可以加上前缀,常用的倍数有千赫兹(kHz)、兆赫兹(MHz)、吉赫兹(GHz)和太赫兹(THz),分别表示每秒一千、一百万、十亿、一万亿次事件,依此类推。更多前缀见表1。
高能物理学和高能天体物理学等学科中常见一些极高频率的物质波和电磁波。虽然赫兹也有相应的前缀,但这些学科通常使用波的能量来描述频率和波长,即

,其中

是能量,

是频率,而

是普朗克常数。这些学科常用尔格(erg)或者电子伏(eV)等等单位同时描述能量、频率和波长,比如1太电子伏(1 TeV)的光子大约是242 YHz。
赫兹可以用于描述任何周期性事件,例如人的心脏跳动大约是1.2赫兹。然而即使是非周期性事件,只要是定期重复的,例如计算机创建文件备份副本的频率或发出控制命令的频率,也可以用赫兹来描述。此外,赫兹还可以作为频率空间的坐标轴,常用于描述光谱或量子力学中的波包。
要注意的是,赫兹不能用于描述随机过程的统计平均频率或者角频率等物理量。尽管它们都可以用一秒的倒数来描述,但是它们的物理意义差别很大,因此一般使用不同的单位。例如放射性衰变的单位是贝可勒尔(Bq),也是一秒的倒数,而角速度(也叫角频率)的单位是弧度/秒(rad/s)。



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