在過去的2012年,它從人類決定使用原子計時最精確的時間測量的那一刻開始了四十五年。 1967年,在國際SI系統中,時間類別不再由天文尺度決定 - 銫標準頻率取代了它們。 那是現在流行的名字 - 原子鐘。 他們允許我們確定的確切時間在三百萬年中有一秒鐘的微不足道的誤差,這使我們可以將它們作為世界任何地方的時間標準。
有點歷史
1879年英國物理學家威廉·湯姆森(William Thomson)首先表達了使用原子振動進行超精確測量時間的想法。 在原子共振器的發射體的作用下,這位科學家提出使用氫。 在實踐中首先實現這一想法的嘗試僅在40年代完成。 二十世紀。 世界上第一個工作原子鐘在1955年出現在英國。 他們的創始人是英國物理學家 - 實驗者路易斯·埃森博士。 時鐘在銫-133原子振動的基礎上工作,由於科學家終於能夠以比以前更高的精度測量時間。 埃森的第一台裝置每百年允許的誤差不超過一秒,隨後 測量 的 準確度 反复提高,每秒的誤差只能運行2-3億年。
原子鐘:操作原理
這個狡猾的“設備”如何工作? 作為共振頻率的發生器,原子鐘使用量子級分子或原子的能級。 量子力學建立了“原子核電子”系統與幾個離散能級之間的聯繫。 如果這樣的系統受到嚴格規定頻率的 電磁場的 影響,則該系統將從低電平轉變為高電平。 逆過程也是可能的:原子從較高的水平轉變為低能量,伴隨著能量的輻射。 這些現象可以被控制和固定所有的能量跳躍,產生類似振盪電路(也稱為原子振盪器)。 其諧振頻率將對應於原子躍遷的相鄰電平的能量差除以Planck常數。
與其機械和天文前輩相比,這種振盪電路具有不可否認的優點。 對於一個這樣的原子振盪器,任何物質的原子的共振頻率將是相同的,這對於擺錘和壓電晶體是不能說的。 此外,原子不會隨時間改變其性質,不會磨損。 因此,原子鐘是非常精確和實際上永恆的計時器。
準確的時間和現代技術
電信網絡,衛星通信,GPS,NTP服務器,交換電子交易,在線拍賣,通過互聯網購票的過程 - 所有這些和許多其他現象長期以來一直牢牢地紮根於我們的生活。 但如果人類沒有發明原子鐘,就不會發生。 精確的時間,同步使您能夠最大限度地減少任何錯誤,延誤和延遲,使人們能夠充分利用這一無價之寶的資源,這絕對不會太多。