Le hertz, de symbole Hz, est l’unité de fréquence dans le Système international d’unités (SI). Un hertz correspond à un cycle complet par seconde, soit 1 Hz = 1 s⁻¹. Nommée en hommage au physicien allemand Heinrich Hertz, cette unité mesure tout phénomène périodique : son, onde radio, courant alternatif ou signal numérique.
Astuce de mémorisation
Imaginer un cœur qui bat exactement une fois par seconde : boum. Ce battement, c’est 1 hertz. Le mot « Hertz » rime avec « une pulsation par seconde, ça s’exerce ». Une pulsation, une seconde, un hertz : le rythme le plus simple de la physique.
Ce fait et des centaines d’autres à retenir durablement sur l’app Kultra.
L’essentiel à savoir
Une unité née d’une expérience historique
En 1887-1888, le physicien allemand Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) réalise la première démonstration expérimentale des ondes électromagnétiques prévues par les équations de James Clerk Maxwell. Cette découverte fonde la physique moderne des télécommunications.
La Commission électrotechnique internationale (CEI) propose dès 1935 de nommer l’unité de fréquence « hertz » en son honneur. En 1960, la Conférence générale des poids et mesures (CGPM) officialise ce nom dans le Système international, remplaçant définitivement l’ancien « cycle par seconde ».
Ce que mesure concrètement le hertz
La fréquence exprime le nombre de répétitions d’un phénomène en une seconde. Plus elle est élevée, plus les cycles s’enchaînent rapidement. La relation avec la période (T) est stricte : f = 1/T. Un signal de période 0,01 seconde a donc une fréquence de 100 Hz.
Le hertz seul ne couvre pas tous les ordres de grandeur. Le kilohertz (kHz, 10³ Hz) décrit l’audio numérique. Le mégahertz (MHz, 10⁶ Hz) couvre la bande FM, de 87,5 à 108 MHz. Le gigahertz (GHz, 10⁹ Hz) caractérise les processeurs et le Wi-Fi. Au-delà, le térahertz (THz, 10¹² Hz) concerne l’infrarouge et la spectroscopie.
Omniprésent au quotidien
Le courant alternatif du réseau électrique européen oscille à 50 Hz, contre 60 Hz en Amérique du Nord. En musique, le diapason de référence produit un La à 440 Hz, norme ISO adoptée en 1955. L’oreille humaine perçoit les sons entre 20 Hz (graves profonds) et 20 000 Hz (aigus extrêmes).
La spectroscopie utilise le hertz pour identifier les liaisons moléculaires. La molécule d’eau (H₂O) présente des modes de vibration caractéristiques mesurés en térahertz, exploités dans les capteurs industriels et les analyses atmosphériques.
Du son aux étoiles
La lumière visible oscille entre 430 et 750 THz environ. Les ondes gravitationnelles détectées en 2015 par le LIGO se situaient entre 35 et 250 Hz. Une même unité relie ainsi le battement d’un cœur humain aux vibrations de l’espace-temps.
L’unité de fréquence est le hertz (Hz)
1 Hz = 1 cycle par seconde. Simple, universel, fondamental.
Définition
1 Hz = 1 s⁻¹
Un cycle complet par seconde
Système
SI (1960)
Adopté par la CGPM
Audio humain
20 à 20 000 Hz
Plage de perception sonore
Réseau électrique EU
50 Hz
60 Hz aux États-Unis
Multiples courants
kHz (10³) pour l’audio, MHz (10⁶) pour la radio FM, GHz (10⁹) pour les processeurs et le Wi-Fi, THz (10¹²) pour l’infrarouge et la spectroscopie.
Pourquoi ce nom ?
Heinrich Hertz (1857-1894) fut le premier à produire et détecter des ondes électromagnétiques en 1887-1888. La CEI proposa son nom en 1935, officialisé par la CGPM en 1960.
Le savais-tu ?
Heinrich Hertz, en démontrant l’existence des ondes électromagnétiques, avait déclaré que sa découverte n’avait « aucune espèce d’application ». Il n’imaginait pas que ses travaux rendraient possibles la radio, la télévision, le Wi-Fi et les télécommunications mobiles. Il est mort à 36 ans, en 1894, sans avoir vu la première transmission radio de Marconi en 1895.
Questions fréquentes
Quelle différence entre hertz et kilohertz ?
Le kilohertz (kHz) vaut 1 000 hertz. Cette échelle est utilisée pour les fréquences audio et les transmissions radio en ondes moyennes. Le passage au kHz, puis au MHz et au GHz, permet d’exprimer lisiblement des fréquences très élevées sans manipuler des nombres à plusieurs zéros.
Le hertz est-il une unité de base ou dérivée du SI ?
Le hertz est une unité dérivée du SI. Les sept unités de base sont le mètre, le kilogramme, la seconde, l’ampère, le kelvin, la mole et la candela. Le hertz dérive de la seconde : 1 Hz = 1 s⁻¹. Le terme « unité de base de la fréquence » désigne l’unité fondamentale pour cette grandeur, pas une unité de base du SI au sens strict.
Pourquoi le courant électrique est-il à 50 Hz en Europe et 60 Hz aux États-Unis ?
Ce choix remonte aux débuts de l’électrification, fin XIXᵉ siècle. Les États-Unis ont adopté 60 Hz sous l’influence de Nikola Tesla et Westinghouse. L’Europe a privilégié 50 Hz, fréquence plus facile à générer avec les turbines de l’époque. Les deux standards coexistent depuis sans convergence.
Comment le hertz s’applique-t-il en musique ?
Chaque note correspond à une fréquence précise. Le La du diapason vibre à 440 Hz, norme internationale. Monter d’une octave double la fréquence : le La suivant est à 880 Hz. Plus la fréquence est élevée, plus le son est aigu. Ce principe structure l’accordage de tous les instruments.
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Sources
- BIPM, Résolution 12 de la 11e CGPM (1960) – Adoption du hertz dans le Système international d’unités
- Wikipédia – Heinrich Hertz, biographie et démonstration des ondes électromagnétiques (1887-1888)
- Futura Sciences – Définition du hertz, multiples et applications
- Wikipédia – La 440, diapason de référence et norme ISO