什么是原子钟,越详细越好

易金矿业网 2023-06-08 06:53 编辑:admin 120阅读

一、什么是原子钟,越详细越好

美国的海军研究办公室(ONR)推出了新一代超精确铷原子钟,大小和重量不超过一个火柴盒,且只需要一瓦电力。它的精确度是一万年才有一秒钟误差。

原子钟是一种精密的计时仪器。常用铯原子的能级跃迁振动频率来制造。目前这种原子钟每天可准确到1×10-13秒或 30万年差一秒。普通钟表在测定时间时须依靠固定的振动频率,机械表的摆轮频率每秒5次或6次,音叉钟的频率每秒几百至几千次。石英钟表(石英振荡式)的振动频率是由微小的石英片的振动产生的,其固定振动频率每秒32000次。铯原子钟振动频率高达9.19×109次。振动频率越高,计时越精确,铯原子钟是目前最精确的计时仪器。

原理太深奥,本人只能做科普性的了解。这里有相当不错的介绍和描述:

二、时钟的原子时钟

据国外媒体报道,物理学家近日表示,一种新型的时钟可以通过称重原子的方式计时。和标准的原子钟相比,它的工作原理有着很大的不同,这种新型时钟能更加精确地记录时间。标准的原子钟利用了原子吸收电磁辐射这一原理,如某些特定频率的光,它的内部结构可以从一个量子态跳跃到另一个量子态。该时钟本质上就是将原子暴露在辐射中找到这种频率的辐射,然后随着时钟滴答声一直不停工作。原子钟可以很好的保持官方世界时间的精确度,一亿年内的误差小于1秒。

美国加州大学伯克利分校的物理学家霍尔格-穆勒说,以另一种方式记录时间应该是可行的。任何大规模粒子以量子波的形式描述时都是上下振荡的,即使粒子并没有移动。原子的质量越重其振荡的频率越高,这被称作康普顿频率(Compton frequency)。依此原理,量子振荡可以用在记录时间上。

而事实上,原子的康普顿频率相当之高,高到无法用任何电子计数器测量,美国加利福尼亚大学伯克利分校的博士后研究员蓝劭宇(Shau-Yu Lan)和他的同事采用先进技术构建了一台基于单个铯原子的原子钟,这台设备能够将这个原子超高的天然频率拆分成更容易测量的量。

研究人员最终测出了一个铯原子的康普顿频率,以这个频率为基础,研究人员构建了一台只用到了单个原子的原子钟。

三、原子钟的结构和原理是什么?

主体部分是一个微波谐振腔和注入的气体或者射线流。注入的原子的核外电子处于特定能级,当电子发生到另一个特定能级的跃迁时会发出精确的特定频率的微波辐射,并通过谐振腔放大。测定辐射的频率即可以确定时间间隔。

麻烦采纳,谢谢!

四、"铯原子钟实验"是否可以理解成穿越到未来?

这么说吧,从广州到北京,坐飞机要3小时,坐火车要24小时,你在北京等我,那你认为3小时以后见到的我和24小时以后见到的我有什么区别吗?地球是圆的,生物时间钟是两个人同时拥有的,一天碰一次面和三天碰一次面,有什么分别?而且你说的飞机上的十年,那是追着太阳跑,把一天24小时拉长到一天48小时而已,这样的十年与地上不动的二十年有区别吗?

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