赫兹
SI 导出单位 · 量：频率
01 · 定义
赫兹在实验室里捉住了无线电波，三十六岁便去世，没能看到无线电。频率的单位在他身后三十六年才以他的名字命名。
一赫兹就是每秒发生一次。形式上它不过是秒的倒数，但赫兹的适用范围很严：只限周期性的过程，事件要在相等的间隔里重复出现。心脏大约以 1 Hz 跳动，插座里的电网以 50 Hz 振荡，标准音 a¹ 是 440 Hz，处理器则以吉赫兹计时。秒的倒数还有别的名字：放射性衰变的贝可勒尔和以弧度每秒表示的角速度也是同一量纲，但它们是不同的量，不可混为一谈。
秒的负一次方站在赫兹、贝可勒尔和弧度每秒的背后，靠量纲分不出它们——差别在过程的性质。ISO 80000-3 只允许周期现象用赫兹，ISO 80000-10 把贝可勒尔留给随机衰变，而角频率要求用弧度每秒表示，正是为了不让两π这个因子在书写中丢失。形式上弧度无量纲，rad/s 本可缩写成 s⁻¹，但那样一来，转动和振动在纸面上就分不清了。
02 · 换算
输入频率——档案给出周期和波长
频率与周期互为倒数，所以表格是把量翻过来，而不是乘上去。转每分和拍每分是同样的周期，只不过按分钟计。
表里的波数不是频率，而是它在光谱学中的替身：每厘米的倒数说明一厘米里能放下多少个波长，乘以光速便换成赫兹。化学家和光谱学家用它，是因为数字来得方便：碳氧键的振动给出 1700 个反厘米，而不是五十一太赫。
| 单位 | 名称 | 数值 | 常见于何处 |
|---|---|---|---|
| Hz | 赫兹，SI 单位 | 50 | 物理、技术、音乐 |
| kHz | 千赫 | 0.05 | 声音、长波 |
| MHz | 兆赫 | 5·10⁻⁵ | 无线电、时钟频率 |
| GHz | 吉赫 | 5·10⁻⁸ | 处理器、Wi-Fi、雷达 |
| THz | 太赫 | 5·10⁻¹¹ | 红外与可见光 |
| rad/s | 弧度每秒 | 314.16 | 力学、振动理论 |
| c/s | cycles per second | 50 | 六十年代以前的无线电技术 |
| kc/s | 千周每秒 | 0.05 | 电子管收音机的刻度 |
| Mc/s | 兆周每秒 | 5·10⁻⁵ | 短波通信 |
| 转/分 | 转每分 | 3000 | 轴、电机、圆盘 |
| s | 以秒计的周期 | 0.02 | 摆、力学 |
| cm⁻¹ | 波数 | 1.668·10⁻⁹ | 光谱学、化学 |
频率与周期互为倒数，所以表格是把量翻过来。弧度每秒与赫兹相差两π倍：电网的五十赫就是每秒 314 弧度
03 · 数量级
从火星轨道到伽马量子一赫兹：静息脉搏，每秒一个周期
04 · 测量仪器
用什么测量频率
它在标准闸门时间里数脉冲，再把两者相除。准确度完全取决于内部石英：闸门为一秒时，仪器对频率的了解不可能好过一个计数，所以高频用分频来测，低频则测周期。
它显示振动随时间变化的形状：沿扫描的方格数出周期，频率就有了。这个办法比计数器粗，但信号本身看得见——失真、抖动，以及振动其实根本不止一个。
它以已知频率闪烁：当旋转体上的标记看起来静止，两个频率就对上了。这个办法不接触任何东西，因此对轴和叶片无可替代，但它会骗人——在倍频处轮子同样会停住，有经验的机械师总要在两倍的频率上再核一遍。
它不测量频率，而是规定频率：把冷却的铯原子抛过微波腔，再把振荡器调到共振上。正是这类仪器守着世界时，而锶和镱的光学基准已经比它们精确几百倍。
05 · 书写规则
大写 H，小写 z，不要「每秒」
符号取自姓氏，所以第一个字母大写，第二个小写：Hz，不是 HZ，也不是 hz。正文中的单位名称用小写——hertz。词头不加空格，并按规定的大小写排：kHz 用小写 k，MHz 和 GHz 用大写。
数字与符号之间要用不断行的空格。俄文符号是 Гц，大写 Г 加小写 ц。倍数词头一直到艾：千赫、兆赫、吉赫、太赫、拍赫、艾赫；后两个见于光学和 X 射线物理。按 ISO 80000-3，若把一转算作一个周期，转速可以用赫兹表示，但工程上更愿意用转每分，两种写法不宜在同一份文件里混用。
06 · 相邻单位
有三个单位与赫兹共用秒的倒数这一量纲。区分它们的不是算式，而是究竟什么在重复——以及到底重不重复。
随机衰变
周每秒
角频率
在 Simetrium 的档案中 紧挨着赫兹 秒，它正是其倒数， 贝克勒尔 量纲相同而含义不同， 弧度 s 作为转每分 用于转动，而 分贝，用来描述信号随频率的衰减。
07 · 历史部分
变成姓氏的「周每秒」
在卡尔斯鲁厄，他装起一台带火花隙的振荡器，几米之外放一只接收环。环里的火花随振荡器的放电同步跳动：波穿过了空气，并被捉住。波长是赫兹靠实验室墙前的驻波图形量出来的——大约一米。
无线电技术写了半个世纪的 cycles per second，收音机刻度上标着千周和兆周。这个写法一目了然，却笨重，而且在各种语言里样子都不一样——并不存在共同的符号。
国际电工委员会建议把这个单位叫作赫兹，可习惯咬得很紧：千周直到六十年代末才从刻度上消失，那是在国际计量大会把赫兹纳入国际单位制之后。
秒的天文定义被原子定义取代：铯-133 跃迁的频率被宣布为一个精确的赫兹数。从那一刻起，赫兹实质上不再由秒导出——倒不如说是反过来。
赫兹认为自己的实验没有用处
一八八七年，他在接收回路里从发射回路的放电取得了火花，证明麦克斯韦预言的电磁波确实存在。有人问起用途，他回答说这里没有任何实际意义——只是对理论的一次确证。八年后波波夫和马可尼开始发送信号，而当频率的单位以他的名字命名时，无线电早已把各大洲连在一起。今天用赫兹去量一切，从处理器的时钟到引力波的频率。
目录 · 计量单位
每个量都有一份档案
七个国际单位制基本单位、二十二个有专名的导出单位，以及工程和日常都离不开的非国际制单位。每个单位一页：定义、换算、仪器、书写规则。共 28 种语言。
有专名的 SI 导出单位
赫兹档案已打开SI 基本单位
赭色者为秒，赫兹把它翻了过来频率的其他写法
档案语言
28 种语言。符号 Hz 是国际通用的，电网频率却不同：欧洲和亚洲五十赫兹，美洲和日本六十——档案会填上当地的数值。