Hertz (Hz)

Le hertz (Hz) est l'unité SI de fréquence. En unités de base du SI, 1 Hz = 1 s⁻¹ ; pour un phénomène périodique, cela correspond à un cycle par seconde. Elle porte le nom du physicien Heinrich Hertz et s'applique universellement aux phénomènes périodiques tels que les ondes sonores, le rayonnement électromagnétique et les systèmes oscillants.

Fréquence et période temporelle

La fréquence f est l'inverse de la période temporelle T d'un cycle complet :

f = 1 / T

où :

• f : Fréquence en hertz (Hz)

• T : Période temporelle en secondes (s)

Fréquence, longueur d'onde et vitesse de l'onde

Pour les systèmes basés sur les ondes, la fréquence est liée à la longueur d'onde λ et à la vitesse de l'onde v par :

f = v / λ

où :

• v : Vitesse de l'onde en m/s (par exemple, la vitesse de la lumière c pour les ondes électromagnétiques)

• λ : Longueur d'onde en mètres (m)

Préfixes SI pour la fréquence

Les valeurs de fréquence sont souvent exprimées à l'aide de préfixes SI :

• 1 kHz = 1 000 Hz

• 1 MHz = 1 000 000 Hz

• 1 GHz = 1 000 000 000 Hz

• 1 THz = 1 000 000 000 000 Hz

Exemples pratiques

• Réseaux électriques : 50 Hz en Europe et dans une grande partie de l’Asie ; 60 Hz en Amérique du Nord, en Corée du Sud et aux Philippines ; le Japon est divisé en zones de 50 Hz et de 60 Hz

• Plage audio : L'audition humaine s'étend approximativement de 20 Hz à 20 000 Hz

• Lumière visible : Les fréquences varient d'environ 430 THz à 750 THz

Applications

Le hertz est fondamental dans un large éventail de domaines :

• Télécommunications : Les bandes de fréquence définissent les systèmes AM/FM, cellulaires et satellitaires

• Informatique : Fréquences d'horloge des CPU mesurées en GHz

• Ingénierie audio : Analyse fréquentielle pour la reproduction et l'accordage

• Systèmes électriques : La stabilité du réseau dépend du contrôle de la fréquence

• Physique quantique : Les fréquences de transition atomique définissent la chronométrie moderne