Hertz
Satuan turunan SI · besaran: frekuensi
01 · Definisi
Hertz menangkap gelombang radio di laboratoriumnya dan meninggal pada usia tiga puluh enam, tanpa sempat melihat radio. Satuan frekuensi menyandang namanya tiga puluh enam tahun setelah ia wafat.
Satu hertz adalah satu peristiwa per detik. Secara bentuk ia hanyalah kebalikan detik, tetapi hertz punya ruang pakai yang ketat: hanya proses berkala, yaitu ketika peristiwa berulang pada selang yang sama. Jantung berdenyut sekitar 1 Hz, jaringan listrik di stopkontak bergetar pada 50 Hz, nada baku a¹ adalah 440 Hz, dan pemroses berdetak dalam gigahertz. Kebalikan detik masih punya nama lain: dimensi yang sama dimiliki becquerel untuk peluruhan radioaktif dan kecepatan sudut dalam radian per detik, tetapi itu besaran yang berbeda dan tidak boleh dicampur.
Detik berpangkat minus satu berdiri di belakang hertz, becquerel dan radian per detik, dan dimensi tidak menolong membedakannya — bedanya ada pada sifat prosesnya. ISO 80000-3 mengizinkan hertz hanya untuk gejala berkala, ISO 80000-10 menyerahkan becquerel kepada peluruhan acak, dan mewajibkan frekuensi sudut dinyatakan dalam radian per detik justru agar faktor dua pi tidak hilang dalam penulisan. Secara bentuk radian tak berdimensi dan rad/s dapat dipendekkan menjadi s⁻¹, tetapi kemudian putaran dan getaran menjadi tak terbedakan di atas kertas.
02 · Konversi
Masukkan frekuensi — lembar akan memberi periode dan panjang gelombang
Frekuensi dan periode saling berkebalikan, maka tabel membalik besaran alih-alih mengalikannya. Putaran dan denyut per menit adalah siklus yang sama, hanya diacu pada menit.
Bilangan gelombang dalam tabel bukan frekuensi melainkan penggantinya dalam spektroskopi: sentimeter kebalikan menyatakan berapa panjang gelombang yang muat dalam satu sentimeter, dan berubah menjadi hertz bila dikalikan kecepatan cahaya. Ahli kimia dan spektroskopi memakainya karena angkanya keluar enak: getaran ikatan karbon-oksigen memberi 1700 sentimeter kebalikan alih-alih lima puluh satu terahertz.
| Satuan | Nama | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|---|
| Hz | hertz, satuan SI | 50 | fisika, teknik, musik |
| kHz | kilohertz | 0,05 | bunyi, gelombang panjang |
| MHz | megahertz | 5·10⁻⁵ | radio, frekuensi detak |
| GHz | gigahertz | 5·10⁻⁸ | pemroses, Wi-Fi, radar |
| THz | terahertz | 5·10⁻¹¹ | inframerah dan cahaya tampak |
| rad/s | radian per detik | 314,16 | mekanika, teori getaran |
| c/s | cycles per second | 50 | teknik radio sebelum tahun 1960-an |
| kc/s | kilosiklus per detik | 0,05 | skala penerima tabung |
| Mc/s | megasiklus per detik | 5·10⁻⁵ | hubungan gelombang pendek |
| put/mnt | putaran per menit | 3000 | poros, motor, cakram |
| s | periode dalam detik | 0,02 | bandul, mekanika |
| cm⁻¹ | bilangan gelombang | 1,668·10⁻⁹ | spektroskopi, kimia |
Frekuensi dan periode saling berkebalikan, maka tabel membalik besaran itu. Radian per detik berbeda dari hertz sebesar faktor dua pi: lima puluh hertz jaringan listrik adalah 314 radian per detik
03 · Orde besaran
dari orbit Mars sampai kuantum gamaSatu hertz: denyut nadi saat istirahat, satu siklus per detik
04 · Alat ukur
Dengan apa frekuensi diukur
Ia mencacah pulsa selama selang acuan lalu membagi yang satu dengan yang lain. Ketelitiannya seluruhnya bergantung pada kristal di dalamnya: pada gerbang satu detik alat tidak dapat mengetahui frekuensi lebih baik daripada satu cacahan, karena itu frekuensi tinggi diukur dengan pembagian dan frekuensi rendah dengan mengukur periode.
Ia menampilkan bentuk getaran dalam waktu: frekuensi didapat setelah periode dihitung pada kotak sapuan. Cara ini lebih kasar daripada pencacah, tetapi sinyalnya sendiri terlihat — cacat bentuk, getar, dan kenyataan bahwa getaran itu sama sekali bukan tunggal.
Ia berkedip pada frekuensi yang diketahui: ketika tanda pada benda yang berputar tampak diam, kedua frekuensi telah bertemu. Cara ini tidak menyentuh apa pun sehingga tak tergantikan untuk poros dan sudu, tetapi ia menipu — roda juga tampak diam pada kelipatan, dan montir berpengalaman selalu memeriksa pada frekuensi dua kali lipat.
Ia tidak mengukur frekuensi melainkan menetapkannya: atom sesium yang didinginkan dilontarkan melalui rongga gelombang mikro dan osilator disetel pada resonansi. Justru alat semacam inilah yang menjaga waktu dunia, sementara standar optik pada stronsium dan iterbium sudah ratusan kali lebih teliti.
05 · Aturan penulisan
H kapital, z kecil, dan tidak ada “per detik”
Lambang berasal dari nama keluarga, karena itu huruf pertama kapital dan yang kedua kecil: Hz, bukan HZ dan bukan hz. Nama satuan dalam teks ditulis dengan huruf kecil — hertz. Awalan disusun tanpa spasi dan dalam ukuran yang semestinya: kHz dengan k kecil, MHz dan GHz dengan huruf kapital.
Antara angka dan lambang diletakkan spasi yang tak terpisah. Lambang Rusianya Гц, dengan Г kapital dan ц kecil. Awalan pengganda mencapai eksa: kilohertz, megahertz, gigahertz, terahertz, petahertz, eksahertz; dua yang terakhir dijumpai dalam optika dan fisika sinar-X. Menurut ISO 80000-3 frekuensi putaran boleh dinyatakan dalam hertz bila satu putaran dihitung sebagai satu siklus, tetapi teknik lebih suka putaran per menit, dan kedua penulisan itu tidak patut dicampur dalam satu dokumen.
06 · Satuan tetangga
Tiga satuan berbagi dengan hertz dimensi kebalikan detik. Yang membedakannya bukan hitungan, melainkan apa yang berulang — dan apakah ia berulang sama sekali.
peluruhan acak
siklus per detik
frekuensi sudut
Di antara lembar-lembar Simetrium berdiri di samping hertz sekon, yang merupakan kebalikannya, becquerel berdimensi sama dan bermakna lain, radian s sebagai putaran per menit untuk putaran, dan desibel, yang dipakai untuk menggambarkan turunnya sinyal seiring frekuensi.
07 · Bagian sejarah
Siklus per detik yang menjadi nama keluarga
Di Karlsruhe ia merakit osilator dengan celah percikan dan cincin penerima beberapa meter darinya. Di cincin itu percikan melompat seirama dengan pelepasan muatan pada osilator: gelombang telah menyeberangi udara dan tertangkap. Panjangnya diukur Hertz dari pola gelombang tegak di dinding laboratorium — ternyata sekitar satu meter.
Selama setengah abad teknik radio menulis cycles per second, dan pada skala penerima tertera kilosiklus serta megasiklus. Penulisannya jernih tetapi berat, dan di tiap bahasa tampak berbeda — lambang bersama tidak ada.
Komisi Elektroteknik Internasional mengusulkan agar satuan itu dinamai hertz, tetapi kebiasaan bertahan kuat: kilosiklus baru lenyap dari skala menjelang akhir tahun enam puluhan, setelah Konferensi Umum memasukkan hertz ke dalam Sistem Internasional.
Definisi astronomis detik diganti dengan definisi atom: frekuensi transisi pada sesium-133 dinyatakan sebagai angka hertz yang eksak. Sejak saat itu hertz pada hakikatnya tidak lagi turunan dari detik — justru sebaliknya.
Hertz menganggap percobaannya tak berguna
Pada tahun 1887 ia memperoleh percikan di rangkaian penerima dari pelepasan muatan di rangkaian pemancar dan membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik yang diramalkan Maxwell memang ada. Ketika ditanya tentang manfaatnya, ia menjawab bahwa tidak ada makna praktis sedikit pun di dalamnya — itu hanya penegasan teori. Delapan tahun kemudian Popov dan Marconi mulai mengirim sinyal, dan ketika satuan frekuensi diberi namanya, radio sudah menghubungkan benua. Kini dengan hertz diukur segala hal, dari detak pemroses sampai frekuensi gelombang gravitasi.
Katalog · satuan ukuran
Satu lembar untuk tiap besaran
Tujuh satuan dasar SI, dua puluh dua satuan turunan bernama sendiri, dan satuan di luar sistem yang tak dapat ditinggalkan baik oleh teknik maupun kehidupan sehari-hari. Masing-masing punya lembarnya: definisi, konversi, alat, aturan penulisan. Dalam 36 bahasa.
Satuan turunan SI bernama sendiri
lembar hertz terbukaSatuan dasar SI
warna terakota — detik, yang dibalik oleh hertzFrekuensi dalam penulisan lain
Bahasa lembar
36 bahasa. Lambang Hz bersifat internasional, tetapi frekuensi jaringan listrik tidak: lima puluh hertz di Eropa dan Asia, enam puluh di Amerika dan Jepang — lembar memasang nilai setempat.