铯原子钟为何准确
2017-04-18 18:03 来源:矿材网 编辑:矿材网

 铯原子钟一种精密的计时器具。日常生活中使用的时间准到1分钟也就够了。但在近代的社会生产、科学研究和国防建设等部门,对时间的要求就高得多。它们要求时间要准到千分之一秒,甚至百万分之一秒。为了适应这些高精度的要求,人们制造出了一系列精密的计时器具,铯钟就是其中的一种。钟又叫“铯原子钟”。

 铯原子钟为何准确?

 每一个原子都有自己的特征振动频率。人们最熟悉的振动频率现象就是当食盐被喷洒到火焰上时食盐中的元素钠所发出的桔红色的光。一个原子具有多种振动频率,一些位于无线电波波段,一些位于可见光波段,而另一些则处在两者之间。秒的最新定义是铯-133 原子基态的超精细能级之间的跃迀所对应的辐射的9,192,631,770个周期所持续的时间。

 铯原子钟利用铯原子内部的电子在两个能级间跳跃时辐射出来的电磁波作为标准,去控制校准电子振荡器,进而控制钟的走动。这种钟的稳定程度很高,最好的铯原子钟达到2000万年才相差 1 秒。在国际上,普遍采用铯原子钟的跃迁频率作为时间频率的标准,广泛使用在天文、大地测量和国防建设等各个领域中。

 铯原子钟的价格

 由于目前只有少数公司生产商用铯钟,加上生产国政府对中国的限制,导致购置铯钟较难,且每台需数十万元;另一方面是运用成本较高,YDN 177-1999《数字同步网的规划方法与组织原则》规定,“一级基准时钟应定期与世界协调时(UTC)进行时间和频率比对,比对周期小于30天”。国内只有少数单位具备检定铯钟的能力,每台次送检的检定费用就需近万元。这种情况导致多数单位实际并没有执行标准要求的比对周期规定,甚至基本就没有进行有效的比对及校定。

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