Jam Atom Dijelaskan
Dicatat oleh Richard N Williams on April 20th, 2009
Adakah Radio Atom Jam?
An jam atom membuat masa yang lebih baik daripada mana-mana jam lain. Mereka juga menjaga masa yang lebih baik daripada putaran Bumi dan pergerakan bintang-bintang. Tanpa jam atom, navigasi GPS tidak mungkin, Internet tidak akan menyegerakkan, dan kedudukan planet tidak akan diketahui dengan ketepatan yang cukup untuk probe ruang dan pendarat yang akan dilancarkan dan dipantau.
Jam atom tidak radioaktif, ia tidak bergantung kepada kerosakan atom. Sebaliknya, jam atom mempunyai massa berayun dan musim bunga, sama seperti jam biasa.
Perbezaan besar antara jam piawai di rumah anda dan jam atom adalah bahawa ayunan dalam jam atom berada di antara nukleus atom dan elektron-elektron di sekelilingnya. Osilasi ini tidak selari dengan roda keseimbangan dan keberanian jam menonton, tetapi hakikatnya ialah kedua-dua menggunakan ayunan untuk menjejaki masa berlalu. Kekuatan osilasi dalam atom ditentukan oleh jisim nukleus dan graviti dan "spring" elektrostatik antara caj positif pada nukleus dan awan elektron yang mengelilinginya.
Apakah Jenis Jam Atom?
Hari ini, walaupun terdapat pelbagai jenis jam atom, prinsip di sebalik semuanya tetap sama. Perbezaan utama dikaitkan dengan elemen yang digunakan dan cara mengesan apabila tahap tenaga berubah. Berbagai jenis jam atom termasuk:
Jam atom Cesium menggunakan rasuk atom caesium. Jam memisahkan atom cesium dari tahap tenaga yang berlainan dengan medan magnet.
Jam atom atom hidrogen mengekalkan atom hidrogen pada tahap tenaga yang diperlukan dalam bekas dengan dinding bahan khusus supaya atom tidak kehilangan keadaan tenaga yang lebih tinggi terlalu cepat.
Jam atom Rubidium, paling sederhana dan paling padat semua, gunakan sel kaca gas rubidium yang mengubah penyerapan cahaya pada frekuensi rubidium optik apabila kekerapan gelombang mikro di sekelilingnya betul.
Jam atom komersial yang paling tepat pada hari ini menggunakan atom cesium dan medan magnetik dan pengesan. Di samping itu, atom cesium dihentikan dari zipping bolak-balik oleh sinar laser, mengurangkan perubahan frekuensi kecil akibat kesan Doppler.
Bilakah Adakah Jam Atom Dicipta? jam atom
Di 1945, profesor fizik Universiti Columbia, Isidor Rabi mencadangkan bahawa jam boleh dibuat dari teknik yang dikembangkannya dalam 1930 yang dipanggil resonans magnetik rasuk atom. Oleh 1949, Biro Piawaian Kebangsaan (NBS, kini Institut Piawaian dan Teknologi Kebangsaan, NIST) mengumumkan jam atom pertama di dunia menggunakan molekul ammonia sebagai sumber getaran, dan oleh 1952 ia mengumumkan jam atom pertama menggunakan atom cesium sebagai sumber getaran, NBS-1.
Di 1955, Makmal Fizikal Kebangsaan (NPL) di England membina jam atomik sessium-beam pertama yang digunakan sebagai sumber penentukuran. Dalam dekad yang akan datang, bentuk jam atom yang lebih maju dicipta. Dalam 1967, Persidangan Umum 13th pada Timbang dan Sukat ditakrifkan SI kedua berdasarkan getaran atom sesium; sistem penyimpanan masa dunia tidak lagi mempunyai asas astronomi pada ketika itu! NBS-4, jam atom cesium yang paling stabil di dunia, telah disiapkan di 1968, dan digunakan dalam 1990 sebagai sebahagian daripada sistem masa NPL.
Dalam 1999, NPL-F1 mula beroperasi dengan ketidakpastian bahagian-bahagian 1.7 di 10 ke kuasa 15th, atau ketepatan kira-kira satu saat dalam 20 juta tahun, menjadikannya jam atom yang paling tepat yang pernah dibuat (perbezaan dibahagikan dengan piawai yang sama dalam Paris).
Bagaimanakah Masa Jam Atom Berukur?
Frekuensi yang betul untuk resonans resonans tertentu kini ditentukan oleh persetujuan antarabangsa sebagai 9,192,631,770 Hz supaya apabila dibahagikan dengan nombor ini output adalah tepat 1 Hz, atau 1 kitaran sesaat.
Ketepatan jangka panjang yang boleh dicapai oleh jam atom cesium moden (jenis yang paling biasa) adalah lebih baik daripada satu per satu juta tahun. Jam atom hidrogen menunjukkan ketepatan jangka pendek (satu minggu) yang lebih baik, kira-kira 10 kali ketepatan jam atom cesium. Oleh itu, jam atom telah meningkatkan ketepatan pengukuran masa kira-kira satu juta kali berbanding dengan pengukuran yang dilakukan dengan teknik astronomi.
Menyelaras dengan Jam Atom
Cara paling mudah untuk synchonise kepada jam atom adalah menggunakan a pelayan NTP yang berdedikasi. Peranti ini akan menerima sama ada isyarat jam ataomik GPS atau gelombang radio dari tempat seperti NIST atau NPL.
Jawatan ini telah ditulis oleh Richard N Williams
Richard N Williams adalah seorang pengarang teknikal dan pakar dalam Server dan Waktu industri NTP Penyelarasan. Richard N Williams di Google+
