رمز الهيرتز ومعناه في الصوت والأجهزة الطبية

رمز الهيرتز المعتمد دوليًا هو Hz، بحرف H كبير وحرف z صغير. وهو وحدة التردد في النظام الدولي للوحدات، ويعني حدوث دورة واحدة كل ثانية. فإذا أكملت موجة مئة دورة خلال ثانية، كان ترددها 100 Hz. وتكتب قيمة القياس عادة مع مسافة بين العدد والرمز.

والدورة هي اكتمال نمط متكرر مرة واحدة؛ ففي الموجات قد تكون الانتقال من قمة إلى القمة التالية. أما الزمن اللازم لإكمال دورة فيسمى الزمن الدوري. كلما قصر هذا الزمن زاد التردد؛ فالتردد يساوي واحدًا مقسومًا على الزمن الدوري عندما يقاس بالثواني.

سميت الوحدة تكريمًا للفيزيائي هاينريش هيرتز، الذي أسهمت تجاربه في إثبات وجود الموجات الكهرومغناطيسية. واعتمد الاسم لاحقًا للتعبير عن التردد بدلًا من وصف «دورة في الثانية». والتسمية لا تحصر الوحدة في مجال الكهرباء؛ إذ يمكن استخدامها لوصف أي ظاهرة دورية مناسبة، من اهتزاز الأجسام إلى الإشارات الإلكترونية.

لأن بعض الظواهر تتكرر آلاف المرات أو مليارات المرات في الثانية، تستخدم بادئات النظام الدولي لتجنب كتابة أعداد طويلة. وتختلف حالة الأحرف في الرموز، لذلك من المهم نقلها كما هي:

• الكيلوهيرتز kHz: يساوي ألف هيرتز، ويستخدم في بعض القياسات الصوتية والإشارات الإلكترونية.
• الميجاهيرتز MHz: يساوي مليون هيرتز، ويظهر في البث الراديوي وأجهزة الموجات فوق الصوتية.
• الجيجاهيرتز GHz: يساوي مليار هيرتز، ويستخدم في مواصفات المعالجات والاتصالات اللاسلكية.
• التيراهيرتز THz: يساوي تريليون هيرتز، ويستخدم لوصف نطاقات مرتفعة من الترددات الكهرومغناطيسية.

مثلًا، تردد مقداره 5 MHz يعادل خمسة ملايين دورة في الثانية. وللتحويل من الميجاهيرتز إلى الكيلوهيرتز نضرب العدد في ألف، ومن الكيلوهيرتز إلى الهيرتز نضربه في ألف أيضًا. وتوجد بادئات لأجزاء الوحدة، مثل الميليهيرتز mHz الذي يساوي جزءًا من ألف هيرتز، وهو مختلف تمامًا عن MHz.

الصوت موجة ميكانيكية تنتقل عبر وسط، مثل الهواء أو الماء أو أنسجة الجسم، ولا تنتقل في الفراغ. ويصف ترددها عدد الاهتزازات في الثانية. يرتبط التردد بإحساسنا بحدة النغمة؛ فالتردد المنخفض يعطي عادة صوتًا غليظًا، والتردد المرتفع يعطي صوتًا حادًا.

يمتد نطاق السمع البشري التقريبي لدى الشباب ذوي السمع السليم من 20 إلى 20000 هيرتز، لكنه ليس ثابتًا لدى الجميع. وقد تقل القدرة على سماع الترددات العالية مع التقدم في العمر أو التعرض للضوضاء. وتسمى الترددات الأقل من الحد السفلي موجات تحت صوتية، والأعلى من الحد العلوي موجات فوق صوتية.

هل ارتفاع التردد يعني ارتفاع الصوت؟

لا. التردد ليس مستوى الصوت. قد تكون النغمة حادة وخافتة، أو غليظة ومرتفعة. ويستخدم الديسيبل للتعبير عن مستوى الصوت وفق مرجع محدد، بينما يستخدم الهيرتز للتردد. وتتعلق مخاطر الضوضاء على السمع بمستوى التعرض ومدته وتكراره، ولا يمكن تقديرها من رقم الهيرتز وحده.

تشمل الموجات الكهرومغناطيسية موجات الراديو والميكروويف والأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والسينية. وهي لا تحتاج إلى وسط مادي كي تنتقل. ويرتبط ترددها بطولها الموجي؛ ففي الوسط نفسه، إذا ظلت سرعة الانتشار ثابتة، أدى ارتفاع التردد إلى قصر الطول الموجي.

وترتبط طاقة الفوتون الكهرومغناطيسي بتردده؛ فكلما ارتفع التردد ارتفعت طاقة الفوتون. لكن التردد ليس مقياسًا مباشرًا للقدرة الكلية للمصدر أو مقدار التعرض. ويعتمد التأثير الصحي على نوع الإشعاع وشدته ومدة التعرض والأنسجة المعرضة له. لذلك لا يصح اعتبار كل جهاز يعمل بالميجاهيرتز أو الجيجاهيرتز خطرًا بمجرد قراءة هذه الوحدة.

التصوير بالموجات فوق الصوتية

تستخدم أجهزة السونار موجات صوتية أعلى من نطاق السمع، وغالبًا توصف ترددات مجساتها بالميجاهيرتز. تعطي الترددات الأعلى عادة تفاصيل أدق للأنسجة القريبة من السطح، لكنها تنفذ إلى أعماق أقل، بينما تساعد الترددات المنخفضة على فحص الأعضاء الأعمق. ويختار المختص التردد المناسب بحسب العضو وعمقه وطبيعة الفحص.

السونار ليس أشعة سينية ولا يستخدم إشعاعًا مؤينًا. ومع ذلك، ينبغي إجراؤه لغرض طبي وبواسطة مختص، مع ضبط إعداداته ومدة الفحص بصورة مناسبة. ولا يمكن للمريض تحديد أفضل مجس أو تقييم سلامة الفحص اعتمادًا على رقم التردد وحده.

اختبارات السمع والتسجيلات الكهربائية

في فحص السمع، تقدم نغمات بترددات ومستويات مختلفة لتحديد أضعف صوت يستطيع الشخص سماعه عند كل تردد. وفي تخطيط الدماغ، تساعد الترددات على وصف أنماط النشاط الكهربائي. لكن قراءة هذه النتائج تتطلب تفسيرًا متخصصًا يربطها بالأعراض وبقية الفحص، وليست الأرقام منفردة تشخيصًا.

الرنين المغناطيسي

يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي مجالًا مغناطيسيًا وموجات تردد راديوي لتكوين الصور، ولا يعتمد على الإشعاع المؤين. ولا تختزل احتياطات سلامته في التردد؛ فوجود بعض الزرعات أو المعادن يستلزم تقييمًا مسبقًا، ولذلك يجب إبلاغ فريق الأشعة بها قبل الفحص.

في المعالج، يشير تردد الساعة إلى عدد دورات إشارة التوقيت في الثانية، ويعرض غالبًا بالجيجاهيرتز. لكنه لا يساوي مباشرة عدد التعليمات المنفذة، ولا يكفي وحده للمقارنة بين حاسوبين؛ إذ تؤثر بنية المعالج وعدد الأنوية والذاكرة وطبيعة المهمة في الأداء.

وفي الشاشات، يعني معدل تحديث قدره 120 Hz أن الشاشة تستطيع تحديث الصورة 120 مرة في الثانية. وهذا يختلف عن معدل الإطارات الذي ينتجه المحتوى. وقد يحسن التحديث الأعلى سلاسة الحركة، لكنه ليس ضمانًا لمنع إجهاد العين؛ فالإضاءة والوهج ومدة الاستخدام ومسافة المشاهدة عوامل مهمة أيضًا.

رؤية قيمة تردد مرتفعة على جهاز ليست سببًا بحد ذاتها لإجراء فحوص. لكن اطلب تقييمًا طبيًا إذا لاحظت طنينًا مستمرًا أو صعوبة في فهم الكلام أو تراجعًا في السمع، خاصة بعد التعرض للضوضاء. أما فقدان السمع المفاجئ في أذن واحدة أو كلتيهما فيستدعي تقييمًا عاجلًا، ولا ينبغي الانتظار حتى يتحسن تلقائيًا.

وإذا استمر ألم العين أو تشوش الرؤية أو الصداع مع استخدام الشاشات رغم الراحة وتعديل بيئة العمل، فاستشر مختصًا. الخلاصة أن الهيرتز يصف التكرار، أما الحكم على الصحة والأمان فيحتاج إلى معرفة نوع الظاهرة وظروف التعرض، لا إلى الرقم وحده.