為什麼要用銫原子作原子鐘而不是其它原子?

2025-02-09 09:04:49 字數 2469 閱讀 9078

1樓:匿名使用者

用銫原子作原子鐘而不是其它原子是經過科學家不斷探索實驗得到的。

人類在發展過程中對計時的要求不斷提高,大體上經歷瞭如下幾個階段:

1、根據地球的自轉和公轉認識到了年和日的概念。如寒暑交替、草木發芽、北雁南歸、日出日落。

人們再把一天分為24個時段就有了小時,把乙個小時分成60個時段就有了分鐘,把一分鐘成60個時段就有了秒。

2、根據某些物體的振動週期。提高了計時的精度。如掛鐘、座鐘、手錶及石英鐘。

電子手錶等。

單擺。擺輪,有了電子科技後採用了石英晶體更是將計時的精度和準確度。

大為提高。3、隨著科技的發展需求對計時的精度的要求越來越高,科學家在不斷的尋找更加穩定的計時材料,經過不斷的實驗發現某些原子的電子的運轉週期非常穩定,特別適合作為計時的標準,這就是原子鐘的由來。

在一開始的時候(記得是上世紀80年代初)並不是用銫來做原子鐘 而是用的氫h ,這種鐘的穩定程度相當高,每天變化只有十億分之一秒。當將實驗材料換為銫cs時,精度又有了很大提高,所以,當今計時最準確的鐘表就是銫原子鐘。

它的精度達到了達到2000萬年才誤差 1 秒。

而且值得一提地是,1秒的定義是銫133原子基態的兩個超精細能級之間躍遷時輻射電磁波。

的9192631770個週期的時間,所以銫原子在計時上有天然優勢。

2樓:網友

有其他的啊 氫 銣等。

原子鐘是什麼

3樓:現在你在我眼前

原子鐘,是一種計時裝置。

原子鐘,是一種計時裝置,精度可以達到每2000萬年才誤差1秒,它最初本是由物理學家創造出來用於探索宇宙本質的;他們從來沒有想過這項技術有朝一日竟能應用於全球的導航系統上。原子鐘由伊西多·艾薩克·拉比和他的學生們發現。

人們平時所用的鐘表,精度高的大約每年會有1分鐘的誤差,這對日常生活是沒有影響的,但在要求很高的生產、科研中就需要更準確的計時工具。目前世界上最準確歷罩的計時工具就是原子鐘,它是20世紀50年代出現的。原子鐘是利用原子吸收或釋放能量時發出的電磁波來計時的。

由於這種電磁波非常穩定,再加上利用一系列精密的儀器進行控制,原子鐘的計時肢輪鬧就可以非常準確了。現在用在原子鐘裡的元素有氫(hydrogen)、銫(桐裂cesium)、銣(rubidium)等。原子鐘的精度可以達到每2000萬年才誤差1秒。

這為天文、航海、宇宙航行提供了強有力的保障。

20世紀30年代,伊西多·艾薩克·拉比和他的學生們在哥倫比亞大學的實驗室裡研究原子和原子核的基本特性。

為什麼原子鐘重要?

4樓:l南海遊仙

人們對時間精度的要求越來越高。

什麼是原子鐘

5樓:匿名使用者

美國的海軍研究辦公室(onr)推出了新一代超精確銣原子鐘,大小和重量不超過乙個火柴盒,且只需要一瓦電力。它的精確度是一萬年才有一秒鐘誤差。

原子鐘是一種精密的計時儀器。常用銫原子的能級躍遷振動頻率來製造。目前這種原子鐘每天可準確到1×10-13秒或 30萬年差一秒。

普通鐘錶在測定時間時須依靠固定的振動頻率,機械錶的擺輪頻率每秒5次或6次,音叉鐘的頻率每秒幾百至幾千次。石英鐘錶(石英振盪式)的振動頻率是由微小的石英片的振動產生的,其固定振動頻率每秒32000次。銫原子鐘振動頻率高達次。

振動頻率越高,計時越精確,銫原子鐘是目前最精確的計時儀器。

銫原子鐘的工作過程

6樓:網友

銫原子鐘又被人們形象的稱作「噴泉鍾」,因為銫原子鐘的工作過程是銫原子象噴泉一樣的「公升降」。這一運動使得頻率的計算更加精確。左圖詳細的描繪了銫原子鐘工作的整個過程。

這個過程可以分割為四個階段: 在微波腔的出口處,另一束雷射射向銫原子氣,探測器將對輻射出的螢光的強度進行測量。當在微波腔中發生狀態改變的銫原子與雷射束再次發生作用時就會放射出光能。

同時,乙個探測器(右)對這一螢光柱進行測量。整個過程被多次重複,直到達到出現最大數目的銫原子螢光柱。這一點定義了用來確定秒的銫原子的天然共振頻率。

上述過程將多次重複進行,而每一次微波腔中的頻率都不相同。由此可以得到乙個確定頻率的微波,使大部分銫原子的能量狀態發生相應改變。這個頻率就是銫原子的天然共振頻率,或確定秒長的頻率。

銫原子鐘的重要意義

7樓:夙願

對國家經濟建設、基礎科研,特別是國防安全都極為重要。1967年國際計量大會將秒的定義從天文秒改為原子秒。上世紀末,美國研製成功了gps全球衛星定位系統,在軍事、科研、計量、航空、航天、通訊、氣象、資源、環境、大地測量各領域中,發揮著巨大的作用。

銫原子噴泉鍾是gps的基礎支撐技術。原子時,並溯源到美國標準技術院(nist)的銫原子噴泉鍾。由於時間頻率基準關係到國家核心利益,而銫原子噴泉鍾是乙個國家獨立時間頻率體系的源頭,因此發達國家紛紛加大投入研製改進一代又一代的銫原子噴泉鍾。

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