časomíra může být stejně jednoduchá jako počítání “ one Mississippi, two Mississippi . . .“před blitzingem ve fotbale na zahradě nebo sledováním výkyvů kyvadla tam a zpět v dědečkových hodinách.
v obou případech trik počítá intervaly něčeho, co se opakovaně vyskytuje s co nejmenší variací. Kyvadlo houpačka, říci, nebo‘ Mississippi ‚ jen asi rovná vteřině, jednotka měření času, že jak víme, zahrnuje minuty a hodiny.
ale i ty nejlepší mechanické kyvadla a hodiny na bázi křemenných krystalů vyvíjejí nesrovnalosti. Mnohem lepší pro časomíru je přirozená a přesná „vibrace“ v energizovaném atomu.
, Když je vystavena určité frekvence záření, jako jsou rádiové vlny, subatomární částice zvané elektrony, které obíhají kolem atomového jádra bude „skok“ tam a zpět mezi energetickými stavy. Hodiny založené na tomto skákání uvnitř atomů proto mohou poskytnout extrémně přesný způsob počítání sekund.
není tedy žádným překvapením, že mezinárodní standard pro délku jedné sekundy je založen na atomech. Od roku 1967, oficiální definice sekundy je 9,192,631,770 cykly záření, které se dostane atomu prvku s názvem cesium vibrace mezi dvěma energetickými stavy.
uvnitř atomových hodin cesia, atomy cesia jsou vedeny dolů trubicí, kde procházejí rádiovými vlnami . Pokud tato frekvence je právě 9,192,631,770 cyklů za sekundu, pak atomy cesia „rezonovat“ a změnit jejich energetický stav.
detektor na konci zkumavky sleduje počet atomů cesia, které se k němu dostaly a které změnily své energetické stavy. Více jemně vyladěné rádiové vlny frekvence je 9,192,631,770 cyklů za sekundu, čím více atomů cesia dosah detektoru.
detektor přivádí informace zpět do generátoru rádiových vln. Synchronizuje frekvenci rádiových vln s maximálním počtem atomů cesia, které ji zasáhnou. Ostatní Elektronika v atomových hodinách počítá tuto frekvenci. Stejně jako u jediného houpání kyvadla je při splnění počtu frekvencí zaškrtnuta sekunda.
první kvalitní atomové hodiny, vyrobené v roce 1950 byly založeny na cesium, a takové hodiny piloval k větší přesnosti v průběhu desetiletí zůstávají základem používá k udržení oficiální čas po celém světě.
ve Spojených státech jsou nejvyšší hodiny udržovány národními instituty norem a technologií (NIST) v Boulderu, Colo., a námořní Observatoř Spojených států (USNO) ve Washingtonu, D. C.
NIST-F1 cesia atomové hodiny mohou produkovat frekvence tak přesné, že jeho čas, chyba za den je asi 0,03 nanosekund, což znamená, že hodiny by ztratit jednu sekundu za 100 milionů let.
Super-přesné měření času je nedílnou součástí mnoha prvky moderního života, jako jsou vysokorychlostní elektronických komunikací, elektrických sítí a Globální Polohovací Systém (GPS) a samozřejmě vědět, když váš oblíbený televizní show.
- proč se Křemen používá v hodinkách?
- proč začíná letní čas ve 2 hodiny ráno?
- kde elektrony získávají energii, aby se otáčely kolem jádra atomu?
máte dotaz? Pošlete jej e-mailem na Malá tajemství života a pokusíme se na ni odpovědět. Vzhledem k objemu otázek bohužel nemůžeme odpovědět jednotlivě, ale zveřejníme odpovědi na nejzajímavější otázky, takže se brzy vraťte.