原子鐘

帶原子鐘的時間控制器

時間,小時,分鐘,秒鐘...他全天沒有看一千遍,看看他是遲到還是早到約會,看看你還有多少時間下班或乾脆下班與朋友或家人一起在酒吧度過美好時光,看看時光流逝的時光。 有些人提倡時鐘謹慎,有些人到處遲到,因為他們不按時看時鐘。 但是,您肯定已經問過自己一個問題,是否會有一個完美同步的時鐘為每個人標記確切的時間?

是的,它存在,被稱為 原子鐘。 它是通過操作使用原子共振或振動的計數器來工作的時鐘。 它是迄今為止最精確的人造手錶。 您是否想知道它的工作原理和組成? 繼續閱讀並了解其所有秘密。

原子鐘如何工作

NASA原子鐘

正如我們之前提到的,隨時可能需要知道時間,以便制定您的日常計劃並保持鎮定。 因此,您必須有一個設置良好的時鐘才能很好地了解一天中的時間。 早晚的時鐘對我們沒有用。 對於原子鐘,這不會發生在我們身上,因為它是 有史以來最精確的人。

如果我們將其與以鐘擺為基礎的傳統機械表進行比較,則這是不同的。 第一個通過振盪使彼此關聯的一系列齒輪運動,以標記出恆定的節奏,該節奏指示秒,分鐘和小時的經過。 但是,原子鐘通過微波電磁頻譜區域中原子的能量變化頻率來工作。

該表使用一種名為Maser的材料。 它是一種微波放大器,用於激發輻射。 儘管聽起來很複雜,但它無非是一個能夠放大最弱信號並將其轉換為電磁頻譜的微波條紋的系統。 就像是激光。

該Maser由無線電發射器泵送 每天0,000000001秒的頻率。 這種泵送的準確性非常高。 因此,當無線電發射器與原子元素的輻射變化中的頻率耦合時,在那裡的離子能夠吸收所述輻射並發光。 所有這些都是由於無線電波的發射而發生的。

數據轉化為時間

原子鐘的機械

當離子吸收輻射並發光時,光電電池會捕捉到發光的確切時刻,並通過電路開始與電錶的連接。 櫃檯是負責記錄的物品 預期波開始發射的次數。

在離子發光時間的計數器中獲得的所有數據都傳遞給計算機。 這是開始執行將脈衝發送到接收器所需的所有操作的時候。 終端接收器是直觀地向我們顯示正確時間的接收器。

用於吸收輻射和發光的同位素是銫133。 加熱該同位素使其可以釋放其原子,並利用其擁有的電荷將其通過空管傳導,該空管具有充當過濾器的電磁場,因此只有能量狀態為所需原子的原子才能通過。 。

原子鐘的重要性

原子鐘的精度

當然,您已經考慮過使用原子鐘來擁有世界上最好的精度,並且永遠不會遲到。 但是,由於其極高的精度,它是用於研究的手錶。 它不僅可以用於計時化學反應的時間,還可以用於進行將時間作為重要考慮因素的實驗。 知道這很有用 時間的速度存在變化。

迄今為止,使用原子鐘的最完整,最著名的實驗之一是沿地球相反的方向發送平面。 一旦飛機離開原點,便開始計時並測量兩架飛機到達的時間。 這就是驗證 狹義相對論成立。 另一個實驗是將原子鐘放置在摩天大樓的地下室中,另一個放置在屋頂上,以查看兩者之間的區別。 對於這些類型的實驗,您需要一個精度很高的時鐘。

當前,此原子鐘用於形成我們習慣於在智能手機或汽車中使用的GPS衛星。 因此,這些設備的時間非常準確。 從中可以看出,它沒有限制性的實驗室用途,而是我們所有人之間的間接使用。

我們可以有一個手持原子鐘嗎?

原子手錶

誰不想在手上掌握如此精確的手錶,不知道確切的時間到哪裡去。 但是,原子鍾永遠無法到達我們的手中。 他們有一個大問題,那就是為了擁有如此高的精度 需要非常穩定的環境和非常冷的溫度。 正是在這些環境中,原子鐘的精確度才是最重要的。

另一方面,我們目前可以購買的手錶 它們非常準確,據估計它將沒有很大的市場選擇。 考慮到其部件及其維護難度,這將是一款高價位的手錶,不會對市場產生任何影響。 沒有太大的銷售前景可以鼓勵開發原子手錶的機制。

您可以不斷觀察世界上不知道如何處理金錢的人,也許這群人願意為腕上如此精確的這種手錶支付很高的價格。 只是說他們有與眾不同的獨特之處可能是一個不錯的市場選擇。

儘管如此,這是一種對科學非常必要的手錶,有助於更好地了解我們所生活的世界。


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