cronometrarea poate fi la fel de simplă ca numărarea „un Mississippi, două Mississippi . . .”înainte de blitzing în fotbal curte, sau de urmărire leagăne înainte și înapoi de un pendul într-un ceas bunicul.
în ambele cazuri, trucul este numărarea intervalelor a ceva care apare în mod repetat, cu cât mai puține variații posibil. Un pendul leagăn, să zicem, sau un’ Mississippi ‘ doar despre echivaleaza cu un al doilea, unitatea de pontaj care, după cum știm cuprinde minute și ore.
dar chiar și cele mai bune pendule mecanice și Ceasuri pe bază de cristal de cuarț dezvoltă discrepanțe. Mult mai bine pentru cronometrare este „vibrația” naturală și exactă într-un atom energizat.
atunci când sunt expuse la anumite frecvențe de radiații, cum ar fi undele radio, particulele subatomice numite electroni care orbitează nucleul unui atom vor „sări” înainte și înapoi între stările energetice. Ceasurile bazate pe acest salt în atomi pot oferi, prin urmare, un mod extrem de precis de a număra secunde.
nu este de mirare atunci că standardul internațional pentru lungimea unei secunde se bazează pe atomi. Din 1967, definiția oficială a unei secunde este de 9.192.631.770 de cicluri ale radiației care determină un atom al elementului numit cesiu să vibreze între două stări energetice.
în interiorul unui ceas atomic de cesiu, atomii de cesiu sunt canalizați pe un tub unde trec prin unde radio . Dacă această frecvență este corectă 9.192.631.770 cicluri pe secundă, atunci atomii de cesiu „rezonează” și își schimbă starea de energie.
un detector de la capătul tubului ține evidența numărului de atomi de cesiu care ajung la el și care și-au schimbat stările de energie. Cu cât frecvența undelor radio este mai reglată la 9.192.631.770 cicluri pe secundă, cu atât mai mulți atomi de cesiu ajung la detector.
detectorul alimentează informațiile înapoi în generatorul de unde radio. Sincronizează frecvența undelor radio cu numărul maxim de atomi de cesiu care o lovesc. Alte electronice din ceasul atomic numără această frecvență. Ca și în cazul unei singure oscilații a pendulului, o secundă este bifată atunci când numărul de frecvență este îndeplinit.
primele ceasuri atomice de calitate realizate în anii 1950 s-au bazat pe cesiu, iar astfel de ceasuri perfecționate la precizii mai mari de-a lungul deceniilor rămân baza utilizată pentru a menține timpul oficial în întreaga lume.
în Statele Unite, ceasurile de top sunt menținute de Institutele Naționale de standarde și Tehnologie (NIST) din Boulder, Colo., și Observatorul Naval al Statelor Unite (USNO) din Washington, D. C.
ceasul atomic de cesiu NIST-F1 poate produce o frecvență atât de precisă încât eroarea sa de timp pe zi este de aproximativ 0,03 nanosecunde, ceea ce înseamnă că ceasul ar pierde o secundă în 100 de milioane de ani.
cronometrarea Super-precisă este parte integrantă a multor elemente ale vieții moderne, cum ar fi comunicațiile electronice de mare viteză, rețelele electrice și sistemul de poziționare globală (GPS) și, desigur, știind când apare emisiunea dvs. preferată de televiziune.
- de ce se folosește cuarțul în Ceasuri?
- de ce ora de vară începe la 2 A. M.?
- de unde obțin electronii energie pentru a se roti în jurul nucleului unui Atom?
ai o întrebare? Trimiteți-l prin e-mail la micile mistere ale vieții și vom încerca să răspundem. Din cauza volumului de întrebări, din păcate, nu putem răspunde individual, dar vom publica răspunsuri la cele mai interesante întrebări, așa că reveniți în curând.