銫原子鐘為何準確
2017-04-18 18:03 來源:礦材網 編輯:礦材網

 銫原子鐘一種精密的計時器具。日常生活中使用的時間準到1分鐘也就夠了。但在近代的社會生產、科學研究和國防建設等部門,對時間的要求就高得多。它們要求時間要準到千分之一秒,甚至百萬分之一秒。為了適應這些高精度的要求,人們制造出了一系列精密的計時器具,銫鐘就是其中的一種。鐘又叫“銫原子鐘”。

 銫原子鐘為何準確?

 每一個原子都有自己的特征振動頻率。人們最熟悉的振動頻率現象就是當食鹽被噴灑到火焰上時食鹽中的元素鈉所發出的桔紅色的光。一個原子具有多種振動頻率,一些位于無線電波波段,一些位于可見光波段,而另一些則處在兩者之間。秒的最新定義是銫-133 原子基態的超精細能級之間的躍迀所對應的輻射的9,192,631,770個周期所持續的時間。

 銫原子鐘利用銫原子內部的電子在兩個能級間跳躍時輻射出來的電磁波作為標準,去控制校準電子振蕩器,進而控制鐘的走動。這種鐘的穩定程度很高,最好的銫原子鐘達到2000萬年才相差 1 秒。在國際上,普遍采用銫原子鐘的躍遷頻率作為時間頻率的標準,廣泛使用在天文、大地測量和國防建設等各個領域中。

 銫原子鐘的價格

 由于目前只有少數公司生產商用銫鐘,加上生產國政府對中國的限制,導致購置銫鐘較難,且每臺需數十萬元;另一方面是運用成本較高,YDN 177-1999《數字同步網的規劃方法與組織原則》規定,“一級基準時鐘應定期與世界協調時(UTC)進行時間和頻率比對,比對周期小于30天”。國內只有少數單位具備檢定銫鐘的能力,每臺次送檢的檢定費用就需近萬元。這種情況導致多數單位實際并沒有執行標準要求的比對周期規定,甚至基本就沒有進行有效的比對及校定。

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