日常日子中运用的时刻准到1分钟也就够了。但在近代的社会生产、科学研讨和国防建设等部分,对时刻的要求就高得多。它们要求时刻要准到千分之一秒,乃至百万分之一秒。为了习惯这些高精度的要求,人们制作出了一系列精密的计时用具,铯钟便是其间的一种。铯钟又名“铯原子钟”。一同来看一下吧。
铯原子钟是什么
铯原子钟是一种精密的计时用具。日常日子中运用的时刻准到1分钟也就够了。但在近代的社会生产、科学研讨和国防建设等部分,对时刻的要求就高得多。它们要求时刻要准到千分之一秒,乃至百万分之一秒。为了习惯这些高精度的要求,人们制作出了一系列精密的计时用具,铯钟便是其间的一种。铯钟又名“铯原子钟”。
铯原子钟的作业原理
每一个原子都有自己的特征振荡频率。人们最了解的振荡频率现象便是当食盐被喷洒到火焰上时食盐中的元素钠所宣布的桔红色的光。一个原子具有多种振荡频率,一些坐落无线电波波段,一些坐落可见光波段,而另一些则处在两者之间。秒的最新界说是铯-133 原子基态的超精密能级之间的跃迀所对应的辐射的9,192,631,770个周期所继续的时刻。所以,铯133则被遍及地选用作精密的原子钟。
铯原子钟的运用
它运用铯原子内部的电子在两个能级间跳动时辐射出来的电磁波作为规范,去操控校准电子振荡器,从而操控钟的走动。这种钟的安稳程度很高,最好的铯原子钟到达2000万年才相差 1 秒。在世界上, 遍及选用铯原子钟的跃迁频率作为时刻频率的规范,广泛运用在地理、大地测量和国防建设等各个领域中。
我国打破
我国计量科学研讨院自主研发的“NIM5可转移激光冷却—铯原子喷泉时刻频率基准”于2010年通过了国家质检总局安排的专家判定。NIM5铯原子喷泉钟选用世界最新一代铯钟原理,独立研发规划了喷泉钟物理真空系统、激光光学系统和电子学系统,完成了多方面立异,到达性能指标:年运转超越300天,接连30天准接连运转率大于99%,频率不确认度到达2×10-15,把我国时刻频率基准的准确度提高到2000万年不差一秒,并在世界上初次试验完成喷泉钟直接驾御氢钟发生当地原子时,这标志着我国时刻频率基准的研讨跨上了一个新的台阶。2014年8月,NIM5成为世界计量局认可的基准钟之一,参加世界规范时刻批改。这在某种程度上预示着一旦美国封闭GPS信号或不能运用世界校准数据,NIM5可独立“守住”我国原子时。下一代NIM6将达6000万年不差一秒。NIM6已确认进入调试阶段。
铯原子钟的战略意义
对国家经济建设、根底科研,特别是国防安全都极为重要。1967年世界计量大会将秒的界说从地理秒改为原子秒。上世纪末,美国研发成功了GPS全球卫星定位系统,在军事、科研、计量、航空、航天、通讯、气候、资源、环境、大地测量各领域中,发挥着巨大的效果。铯原子喷泉钟是GPS的根底支撑技能。原子时,并溯源到美国规范技能院(NIST)的铯原子喷泉钟。因为时刻频率基准关系到国家中心利益,而铯原子喷泉钟是一个国家独立时刻频率系统的源头,因而发达国家纷繁加大投入研发改善一代又一代的铯原子喷泉钟。
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