原子時計

アトミッククロック付きタイムコントローラー

時間、時間、分、秒...千を一度も見たことがなく、約束のために遅れて到着するのか早く到着するのか、仕事を辞めるためにどれだけ残っているのか、または単に友達や家族と一緒にバーで楽しい時間を過ごしているとき、あなたの時間がどれだけ早く経過するかを見てください。 時計を慎重に進める人もいれば、時間通りに時計を見ていないためにどこでも遅れる人もいます。 しかし、確かにあなたは自分自身に質問をしました、誰にとっても正確な時間をマークする完全に同期された時計はありますか?

はい、それは存在し、それは呼ばれます 原子時計。 原子共鳴や振動を利用したカウンターを操作して動作する時計です。 これは、これまでで最も正確な人工時計です。 それがどのように機能し、何でできているのか知りたいですか? 読み続けて、そのすべての秘密を知ってください。

原子時計のしくみ

NASA原子時計

前にも言ったように、日々の計画を立てて落ち着くには、いつでも時間を知る必要があるかもしれません。 したがって、自分がいる時刻をよく知るには、適切に設定された時計が必要です。 早いまたは遅い時計は私たちには役に立たない。 原子時計では、これは私たちには起こりません。 これまでに作成された中で最も正確な男。

振り子をベースにした従来のメカニカルウォッチと比べると、これは違います。 XNUMXつ目は、相互に関連付けられた一連のギアを動かして、秒、分、時間の経過を示す一定のリズムを設定する振動で動作します。 ただし、原子時計は、マイクロ波電磁スペクトルの領域内の原子のエネルギー変動の周波数によって機能します。

時計はMaserと呼ばれる素材を使用しています。 刺激放出用のマイクロ波増幅器です。 複雑に聞こえますが、最も弱い信号を増幅し、それらを電磁スペクトルのマイクロ波フリンジに変換できるシステムにすぎません。 まるでレーザーのようです。

このMaserは、無線送信機によってポンプされます。 0,000000001日あたりXNUMX秒の頻度。 このポンピングの精度は非常に優れています。 このため、放射性エミッターが原子元素の放射の変化の周波数と結合すると、そこにあるイオンは、前記放射を吸収して発光することができる。 これらはすべて、電波放射のおかげで行われます。

時間へのデータ変換

原子時計の機械

イオンが放射を吸収して発光すると、光電セルが発光した瞬間を正確に捉え、回路を介してメーターとの接続を開始します。 カウンターは録音を担当する部分です 予想される波が放出され始める回数。

イオンが発光する時間のカウンターで得られたすべてのデータは、コンピューターに渡されます。 パルスを受信機に送るために必要なすべての操作が実行され始めるときです。 最終的な受信者は、正しい時刻を視覚的に示す受信者です。

放射線を吸収して発光するために使用される同位体はセシウム133です。 この同位体は、原子を放出できるように加熱され、それらが持つ電荷によって、フィルターとして機能する電磁界を備えた空のチューブを介して伝導され、エネルギー状態が必要な原子のみが通過できるようになります。 。

原子時計の重要性

原子時計の精度

確かに、あなたは原子時計が世界で最高の精度を持ち、どこにも遅れることがないようにすることを考えました。 ただ、精度が高いので研究用の時計です。 これは、化学反応の時間を計ったり、時間を考慮に入れることが重要な変数である実験を実行したりするために使用されるだけではありません。 知っておくと非常に便利です 時間の速度に存在する変動。

これまで、原子時計が使用された最も完全で有名な実験のXNUMXつは、地球の周りの反対方向に飛行機を送ることです。 飛行機が原点から離れると、時計が始動し、両方が到着するまでにかかる時間が測定されます。 これは、それが確認される方法です 特別な相対性が成り立ちます。 もうXNUMXつの実験は、超高層ビルの地下と屋根に原子時計を配置して、XNUMXつの違いを確認することです。 これらのタイプの実験には、非常に正確な時計が必要です。

現在、この原子時計は、私たちがスマートフォンや車で使用するのに慣れているGPS衛星の形成に使用されています。 したがって、これらのデバイスの時刻は非常に正確です。 見ることができることから、それは制限的な実験室での使用はありませんが、私たち全員によって間接的に使用されています。

ハンドヘルドアトミッククロックを使用できますか?

アトミック腕時計

正確な時刻を知ってどこにでも行くために、これほど正確な時計を手にしたくない人。 しかし、原子時計は決して私たちの手に届くことはありません。 彼らは大きな問題を抱えていますそしてそれはそのような良い精度を持つために 非常に安定した環境と非常に低い温度が必要です。 原子時計の正確な精度が前面に出てくるのは、これらの環境でのみです。

一方、現在入手可能な時計は それらは非常に正確であり、優れた市場オプションはないと推定されています。 そのコンポーネントとメンテナンスの難しさを考えると、それは高コストの時計であり、市場にへこみを作ることはありません。 アトミック腕時計を搭載するメカニズムの開発を促進する販売の見込みはあまりありません。

あなたは彼らのお金をどうするかを知らない世界中の人々を絶えず観察することができます、そしておそらくこの人々のグループは彼らの手首でとても正確なこのタイプの時計に非常に高い価格を喜んで支払うでしょう。 彼らが他の人とは違うユニークな何かを持っていると言うだけでも、良い市場の選択肢になるでしょう。

とはいえ、それは科学にとって非常に必要であり、私たちが住んでいる世界をよりよく理解するのに役立つ一種の時計です。


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