原子钟
原子钟是一种时钟,它以原子共振频率标准来计算及保持时间的准确。原子钟是世界上已知最准确的时间测量和频率标准,也是国际时间和频率转换的基准,用来控制电视广播和全球定位系统卫星的讯号。现在用在原子钟里的元素有氢、铯、铷等,最好的铯原子钟精度可以达到每500万年相差1秒。现在的世界标准时间,即是由原子钟报时的协调世界时。
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铯原子钟
铯原子钟利用铯原子内部的电子在两个能级间跳跃时辐射出来的电磁波作为标准,去控制校准电子振荡器,进而控制钟的走动。这种钟的稳定程度很高,最好的铯原子钟达到500万年才相差1秒。国际上,普遍采用铯原子钟的跃迁频率作为时间频率的标准,广泛使用在天文、大地测量和国防建设等各个领域中。
氢原子钟
氢原子钟一种精密的计时器具。氢原子钟是在现代的许多科学实验室和生产部门广泛使用一种精密的时钟,它是利用原子能级跳跃时辐射出来的
尽管市面上有形形色色的各种原子钟,但这些原子钟的原理都是相同的,其主要差别在于使用的元素,以及能级变化时间的检测方式。
每一个原子都有自己的特征振动频率。人们最熟悉的振动频率现象就是当食盐被喷洒到火焰上时食盐中的元素钠所发出的桔红色的光。一个原子具有多种振动频率,一些位于无线电波波段,一些位于可见光波段,而另一些则处在两者之间。
铯原子钟的工作过程:
铯原子钟又被人们形象的称作“喷泉钟”,因为铯原子钟的工作过程是铯原子象喷泉一样的“升降”。这一运动使得频率的计算更加精确。左图详细的描绘了铯原子钟工作的整个过程。这个过程可以分割为四个阶段:
第一阶段
由铯原子组成的气体,被引入到时钟的
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