Hertz

Le hertz (symbole : Hz) est l’unité dérivée de fréquence du Système international (SI). Un hertz est la mesure de la fréquence de répétition d'un événement qui se répète une fois par seconde (s-1 ou 1s).

Hertz
Informations
Système Unités dérivées du Système international
Unité de… Fréquence
Symbole Hz
Éponyme Heinrich Rudolf Hertz
Conversions
1 Hz en... est égal à...
  Unités SI de base   1 s−1

Définition

Le hertz, de symbole Hz (du nom physicien Heinrich Hertz), est l'unité de mesure de la fréquence. Elle est reliée à la vitesse (v) et à la longueur d'onde (λ) par la relation :

d'où :

et

et à la période par :

.

Une analyse dimensionnelle permet d'observer que le hertz correspond à des s-1. Utilisons la première relation :

.

La fréquence est homogène à l'inverse d'une durée. Un nombre de hertz représente donc un nombre d'oscillations par seconde (ondes) ou plus généralement le nombre de répétitions d'un phénomène périodique pendant une seconde.

Elle est reliée à la vitesse angulaire, (rad/s), par

On retrouve cette unité notamment dans le son (la fréquence caractérise la hauteur d'un son qui paraît d'autant plus haut, aigu, que sa fréquence est élevée) et la radio (transmission et réception d'une onde électromagnétique que l'on module en amplitude (AM), programme actuel TS (2012), ou en fréquence (FM). Il est admis que l'oreille humaine perçoit des sons de fréquences allant de 20 Hz à 20 kHz (20 000 Hz).

FrequencyAnimation

Historique

Son nom provient du physicien allemand Heinrich Hertz qui a apporté d’importantes contributions scientifiques au domaine de l’électromagnétisme. À titre d’exemple, la lumière rouge a une fréquence d’environ 4,6 × 1014 Hz.

Cette désignation remplace l'ancien « cycle par seconde » (cps ou c/s) et ses dérivés (Mc/s, mégacycle par seconde), par ailleurs parfois abrégés en « cycle » (ou « mégacycle »).

Applications

Le courant électrique domestique (secteur) est un courant alternatif : la polarité (+ ou -) des bornes est inversée plusieurs fois par seconde. Le standard européen, fixé à 50 Hz signifie 100 changements de polarité par seconde (chaque borne est positive 50 fois et négative 50 fois chaque seconde) tandis que le standard américain, pour sa part fixé à 60 Hz, accusera un changement de polarité 120 fois par seconde.

La hauteur d'un son se mesure (entre autres choses) par le nombre de vibrations par seconde. Le la de référence en musique s'obtient par le diapason qui oscille à 440 Hz. Ce choix de standardisation est historique et a été adopté par l'Organisation internationale de normalisation en 1955. En effet, le La 440 n'est pas forcément utilisé par tous les musiciens et tous les styles de musique. Le domaine de perception des sons de l'oreille humaine se situe dans une plage de fréquence entre 20 Hz et 20 000 Hz[1].

La radio FM utilise la modulation de fréquence des ondes radios sur une bande allant de 87,5 MHz à 108 MHz.

Les premiers ordinateurs du début des années 1950 avaient une fréquence d’horloge de processeur de quelques centaines de kHz. Les ordinateurs personnels du début des années 1980 avaient une fréquence d’horloge de processeur comprise entre 1 et 8 MHz ; aujourd'hui, un processeur qui a un cycle de base de 0,83 ns a donc une fréquence de : 1(0,83 × 10−9 s) = 1,2 × 109 Hz = 1,2 GHz.

Multiples

Les tableaux ci-dessous présentent les noms et symboles des multiples et sous-multiples du hertz selon le Système international d'unités.

Multiples
Coefficient Nom Symbole
10 décahertz daHz
102 hectohertz hHz
103 kilohertz kHz
106 mégahertz MHz
109 gigahertz GHz
1012 térahertz THz
1015 petahertz PHz
1018 exahertz EHz
1021 zettahertz ZHz
1024 yottahertz YHz
Sous-multiples
Coefficient Nom Symbole
10−1 décihertz dHz
10−2 centihertz cHz
10−3 millihertz mHz
10−6 microhertz µHz
10−9 nanohertz nHz
10−12 picohertz pHz
10−15 femtohertz fHz
10−18 attohertz aHz
10−21 zeptohertz zHz
10−24 yoctohertz yHz

Notes et références

  1. Techniques du son : Notions fondamentales d’acoustique - techniquesduson.com, consulté le 25 janvier 2014

Annexes

Article connexe

Liens externes

  • Portail de la physique
  • Portail de l’électricité et de l’électronique
  • Portail des télécommunications
Arne Hertz

Arne Hertz, né le 6 juin 1939, est un ancien copilote de rallyes suédois.

Courant alternatif

Le courant alternatif (qui peut être abrégé par CA) est un courant électrique périodique qui change de sens deux fois par période et qui transporte des quantités d'électricité alternativement égales dans un sens et dans l'autre. Un courant alternatif a donc une composante continue (valeur moyenne) nulle.

Un courant alternatif est caractérisé par sa fréquence, mesurée en hertz (Hz). C’est le nombre de changements de sens (alternances) qu’effectue le courant électrique en une seconde. Un courant alternatif de 50 Hz effectue 50 alternances par seconde, c'est-à-dire qu'il change 100 fois de sens par seconde (50 alternances positives et 50 alternances négatives).

La forme la plus utilisée de courant alternatif est le courant sinusoïdal, essentiellement pour la distribution commerciale de l'énergie électrique. La fréquence utilisée est le plus souvent de 50 Hz sauf, par exemple, en Amérique du Nord où la fréquence est de 60 Hz.

Le courant alternatif (dont la valeur moyenne — composante continue — est nulle), peut alimenter un transformateur sans risque de saturation du circuit magnétique.

Flanger

Le flanger est un effet sonore obtenu en additionnant au signal d'origine ce même signal mais légèrement retardé, ce retard fixe est modulé par un LFO variant périodiquement à une fréquence de quelques hertz (communément entre 0,1 et 20 Hz). D'un point de vue spectral, le traitement est similaire à un effet de filtrage en peigne balayant.

À l'origine cet effet était mécanique, il fallait trois bandes magnétiques : deux jouant en simultané et une enregistrant le son des deux autres ; en ralentissant une des deux premières bandes, on obtient l'effet.

Par jeu de mots sur son nom, le musicien Joël Fajerman, compositeur de nombre de génériques d'émissions télévisées, dont L'Aventure des Plantes, La Chasse aux Trésors, ou 30 Millions d'Amis entre autres, est surnommé « Flangerman » en raison de son utilisation très fréquente de cet effet au point de faire partie de sa signature sonore.

Fréquence

En physique, la fréquence est le nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de mesure du temps. Son unité dans le Système international d'unités est le hertz (Hz).

La notion de fréquence s'applique aux phénomènes périodiques ou non. L'analyse spectrale transforme la description d'un phénomène en fonction du temps en description en fonction de la fréquence.

Dans plusieurs domaines technologiques, on parle de fréquence spatiale. Dans cet usage, une dimension de l'espace prend la place du temps. S'il existe une variation périodique dans l'espace, la fréquence spatiale est l'inverse de la distance minimale à laquelle on retrouve la forme identique, par exemple en imprimerie la linéature. On peut appliquer à l'espace les règles de l'analyse spectrale, comme on le fait dans les systèmes de compression numérique des images. Dans le cas des ondes progressives, la fréquence spatiale ou nombre d'onde est le quotient de la fréquence par la vitesse de l'onde.

La pulsation d'un phénomène périodique est la valeur de la vitesse de rotation qu'aurait un système en rotation de même fréquence : pour une fréquence f, la pulsation est donc ω = 2π.f (rad/s).

Fréquence d'horloge

La fréquence d'horloge d'un circuit numérique synchrone est la fréquence de son signal d'horloge (nombre de cycles par seconde). Cette information est indiquée en hertz (Hz). Le terme est utilisé en électronique dans des applications telles que les processeurs synchrones ou la synchronisation de télécommunications, pour aider à caractériser respectivement la puissance de traitement ou le débit d’information.

En 2012, un processeur d’ordinateur personnel pouvait avoir une fréquence d’horloge de l’ordre de 3 GHz ce qui signifie qu'il est conditionné à environ trois milliards de cycle d'horloge en une seconde, on dit qu'il est cadencé à 3GHz. Pour trouver le nombre d'instructions par seconde, on multiplie la fréquence d'horloge par l'IPC (nombre d'instructions par cycle) du processeur.

Gunther Köhler

Gunther Köhler est un herpétologiste allemand.

Il travaille au Forschungsinstitut und Naturmuseum Senckenberg de Francfort-sur-le-Main.

C'est un spécialiste de l'herpétofaunes centre-américaine.

Gustav Hertz

Gustav Ludwig Hertz, né le 22 juillet 1887 à Hambourg (Empire allemand) et mort le 30 octobre 1975 à Berlin-Est, est un physicien allemand.

Neveu de Heinrich Rudolf Hertz, il fut colauréat avec James Franck du Prix Nobel de physique de 1925 « pour leur découverte des lois régissant la collision d'un électron sur un atome ».

Hannu Mikkola

Hannu Mikkola né le 24 mai 1942 à Joensuu, est un ancien pilote de rallye finlandais.

Il fait ses débuts en compétition en 1963 et participe au championnat du monde des rallyes dès sa création en 1973.

Vainqueur de 18 rallyes en mondial, il fut champion du monde en 1983.

Vainqueur du célèbre marathon Londres / Mexico en 1970 sur Ford Escort, il fut également le premier européen à remporter l'East African Safari du Kenya en 1972 (alors au calendrier de la Coupe Internationale des Marques). Avec le français Jean-Pierre Nicolas, il est le seul pilote à avoir remporté les trois manches africaines proposées par le WRC : Maroc, Kenya et Côte d'Ivoire.

Heinrich Hertz

Heinrich Rudolf Hertz (né le 22 février 1857 à Hambourg et mort le 1er janvier 1894 à Bonn) est un ingénieur et physicien allemand renommé pour avoir découvert les ondes hertziennes auxquelles il a donné son nom.

Heinrich Hertz (satellite)

Heinrich Hertz ou H2Sat est un satellite de télécommunications allemand en orbite géostationnaire financé par le centre aérospatial allemand, le DLR. Son lancement est prévu en 2021.

Heinrich Hertz Submillimeter Telescope Observatory

HHSTO (Heinrich Hertz Submillimeter Telescope Observatory) est un radiotélescope d'observation millimétrique. Celui-ci est l'un des deux possédés par l'université de l'Arizona (Arizona Radio Observatory : ARO). Il est géré conjointement avec l'Institut Max-Planck de radioastronomie. Celui-ci est situé en Arizona, à environ 121 km au nord-est de Tucson, sur l'Emerald Peak (en) du Mont Graham à 3 185 m d'altitude.

Henri Hertz

Salomon Léopold Henri Hertz est un directeur de théâtre, journaliste et écrivain français, né le 17 juin 1875 à Nogent-sur-Seine et mort le 11 octobre 1966 dans le 16e arrondissement de Paris.

Henrik Hertz

Henrik Hertz (25 août 1797 — 25 février 1870) est un poète lyrique et dramaturge danois.

Institut de technologie de Karlsruhe

L'Institut de technologie de Karlsruhe (Karlsruher Institut für Technologie, abrégé en KIT) est une université technique comptant parmi les institutions de recherche et d'éducation les plus importantes et prestigieuses en Allemagne. Membre de la Helmholtz-Gemeinschaft, elle est connue pour la qualité de son travail de recherche dans le monde entier. Elle est née de la fusion de l'université de Karlsruhe et du centre de recherche du Forschungszentrum Karlsruhe[réf. souhaitée]. Elle est située à Karlsruhe (dans le Land de Bade-Wurtemberg, au sud-ouest de l'Allemagne). La fusion des deux institutions a pour objectif de rapprocher l'enseignement et la recherche.

En 2006, elle fait partie des neuf universités allemandes labellisées « université d'excellence » lors de l'initiative d'excellence allemande ce que signifie que l'Institut de technologie de Karlsruhe disposera de moyens supplémentaires dans le domaine de la recherche en particulier.6 lauréats du prix Nobel sont affiliés à la KIT. L'Institut de technologie de Karlsruhe est bien connu pour beaucoup d'inventeurs et entrepreneurs tels que Heinrich Hertz, Carl Benz ou encore les fondateurs de SAP SE.

Naphtali Herz Wessely

Naphtali Herz Wessely, également appelé Hartwig Wessely, né en 1725 à Hambourg, mort le 28 février 1805 dans la même ville, est un écrivain, philosophe, philologue, poète et éducateur juif allemand, promoteur de la Haskala, le renouveau intellectuel juif aussi appelé les Lumières juives.

Rallye de Suède

Le rallye de Suède (Midnattssolsrallyt estival jusqu'en 1965, devenu KAK Rallyt durant la deuxième moitié des années 1960) est une course automobile hivernale qui se tient dans les Comtés de Värmland et de Dalarna au début du mois de février.

Super basse fréquence

On appelle super basse fréquence (SLF), Super low frequency en anglais, la bande de radiofréquences qui s'étend de 30 à 300 Hz (longueur d'onde de 10 000 à 1 000 km).

Ces fréquences incluent les rayonnements des réseaux électriques à 50 et 60 Hz, ainsi que leurs harmoniques, et ont été utilisées en télécommunications sous-marines.

Deux émetteurs de communications stratégiques existaient dans cette bande:

« Sanguine » aux États-Unis à 76 hertz

« ZEVS » en CEI Russie à 82 hertz.

Ultrason

L'ultrason est une onde mécanique et élastique, qui se propage au travers de supports fluides, solides, gazeux ou liquides. La gamme de fréquences des ultrasons se situe entre 16 000 et 10 000 000 Hertz, trop élevées pour être perçues par l'oreille humaine.

Le nom vient du fait que leur fréquence est trop élevée pour être audible pour l'oreille humaine (le son est trop aigu : la gamme de fréquences audibles par l'homme se situe entre 20 et 20 000 Hertz. Ces seuils sont cependant variables avec l'âge), de la même façon que les infrasons désignent les sons dont la fréquence est trop faible pour être perceptible par l'oreille humaine. Lorsque la fréquence est audible pour l'oreille humaine, on parle tout simplement de son.

Les ultrasons sont utilisés dans l'industrie ainsi que dans le domaine médical.

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