很多朋友对于原子时间和原子钟时间不太懂,今天就由小编来为大家分享,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!
本文目录
一、原子钟时间是什么
1、原子钟时间,世界标准时间是格林尼治时间为标准,这一标准时间要被原子钟时间代替。
2、原子钟是一种钟,它以原子共振频率标准来计算及保持时间的准确。原子钟是世界上已知最准确的时间测量和频率标准,也是国际时间和频率转换的基准,用来控制电视广播和全球定位系统卫星的讯号。
3、格林尼治时间是以太阳经过格林尼治“本初子午线”的一刻为标准。但是,地球公转的速度略有差异,隔几年就得调一次时间。
4、1972年,科学家又引进了用原子钟对时的世界标准时。不过,每隔几年还是得配合太阳经过“本初子午线”的实际状况,加上闰秒,以跟上地球公转的速度。
二、原子钟时间校准是什么
1、所谓的原子钟时间校准是:利用原子跃迁频率稳定的特性来获取精准和校准时间频率信号。
2、原子钟研发涉及量子物理学、电学、结构力学等众多学科。目前国际上仅少数国家具有独立研制能力。星载原子钟主要应用于导航系统,分为氢原子钟、铷原子钟和铯原子钟三种。国际导航系统均采用了铷原子钟搭配铯原子钟或铷原子钟搭配氢原子钟的方案。
3、日常生活中使用的钟表,哪怕走得再准,一年下来也会有几十秒的误差。同样是计时,原子钟的精度则不可同日而语。
4、目前用于原子钟的元素包括氢、铯、铷等,精度更高的原子钟,哪怕从恐龙灭绝时走到现在,误差也不到3秒。其中,铷钟是应用最为广泛的原子钟,其体积小、成本低、可靠性和环境适应性好,可大量应用于武器装备、电信、电力等行业。
三、原子时与世界时的差数
1967年第十三届国际计量大会决定,把在海平面实现的上述原子时秒,规定为国际单位制中的时间单位。原子时起点定在1958年1月1日0时0分0秒(UT),即规定在这一瞬间原子时时刻与世界时刻重合。但事后发现,在该瞬间原子时与世界时的时刻之差为0.0039秒。
时间是一个非常抽象的概念,多少年来,吸引着无数科学家、物理学家、甚至哲学家花费毕生精力去解释时间的本质是什么,从宇宙大爆炸到时空相对论,从黑洞到量子力学,都能看到关于时间这个问题的身影。
四、北京时间属于世界时还是原子时
北京时间是我国统一使用的法定时间。国际统一使用的法定时间为协调世界时,代号为UTC。各国或各地区使用的时间只能与UTC相差(超前或滞后)整小时数,而在分、秒上要保持一致。北京时间超前UTC8小时。
时钟是记录和显示时间的一种物理装置,选定一个时间基本单位——秒,以一个特定的时刻起点逐渐累积而成。采用不同定义的秒,可建立不同的时间:国际单位制中定义的秒是原子秒,用它建立的时间为原子时;在原子秒定义之前,早期定义的是平太阳秒,相应建立的时间为世界时。这是目前国际上使用的两种主要时间。
平太阳秒是基于地球自转周期导出的时间基本单位。原子秒是利用原子在其两个能级间跃迁时产生的电磁振荡的周期导出的时间基本单位。到1995年,国际上建立原子时所用的原子秒的准确度已达到10-14量级,而平太阳秒只有10-8量级。这意味着,原子时钟运行300万年产生1秒的偏差;而世界时钟则3年就会产生1秒的偏差。但由于世界时是由地球的转动(自转和公转)建立的,它能准确反映地球在空间的角位置,故在天文领域还在使用。
世界时早于原子时的建立。每天的起点选在太阳从观测者下方穿过观测者所在子午面的时刻,称为零点。这样的时间称为平太阳时(以平太阳秒为单位)。显然全世界可以建立无数个平太阳时,这在使用上是极其不便的。为此,国际上把地球按经度划分24个时区。每15度为一个时区,共同使用同一个地方平时。相邻时区在时刻上相差1小时。以零经度线(本初子午线)为中心,东西各7.5度范围内称为零时区,即起始时区,向东和向西再各化为12个时区。北京处于东8时区内。国际上规定零时区内的时间,即零经度线上的平太阳时作为统一的时间,称为世界时。这样,北京所在时区内使用的平太阳时就超前世界时8小时,称为北京时间。这是北京时间的历史。世界时目前是利用分布在世界各地的60多个天文台观测到的数据,汇总到设在法国巴黎的国际地球自转研究所负责计算得到。
原子时始建于1958年,以原子秒为单位,由当时的国际时间局进行试验性的计算。到1967年秒定义正式由原子秒取代平太阳秒,并于1971年正式建立国际原子时,作为国际上统一的基准时间。而各地时区使用的时间也改为以国际原子时为参考,不再用世界时。因为原子时的准确度目前已比世界时高6个数量级。
国际原子时也是以每天24小时计,其时刻起点选在1958年1月1日的世界时零点。由于原子秒比平太阳秒略短,即原子时钟相对世界时钟运行的要快。一年四季的春夏秋冬起源是按地球相对太阳的位置来定的,即用世界时划分。现改为用原子时。如不对原子时的时刻进行必要的调整,若干年以后,季节的划分将会与实际气候发生错位。为此,国际上规定用闰秒的办法对原子时进行调整,使调整后的原子时与世界时在时刻上的偏差始终小于0.95。这种经过闰秒调整后的原子时,称为协调世界时,即UTC。这样规定后,北京时间就是超前UTC8小时的原子时(也是以原子秒为单位)。
国际原子时目前是利用分布在世界各地的300多台原子钟的数据,由国际计量局负责计算建立。何时闰秒由该局提前通知。闰秒的 *** 是在进行闰秒时,把UTC拨慢1秒,到时全世界的时钟也都相应的拨慢1秒。
国际法定时间由原子时取代世界时,并由国际计量局负责建立后,各国建立标准时间的任务就逐渐转移到计量部门。我国由中国计量科学研究院负责,通过参加国际原子时合作得到准确的北京时间,并利用中央电视台向全国传送。
一般来说,只要利用一组原子钟,通过国际比对,参加国际原子时合作,就可得到高度准确的北京时间。如我国现在参加的还有陕西天文台、上海天文台和航天部203所。所得到的北京时间与UTC的一致程度差不多,而原子钟组是保持其质量的关键因素。中国计量科学研究院与这些单位不同之处是还具有秒定义的复现装置即国家时频基准器,可以用于校准原子时的速率。
五、原子钟时间的代替标准时间
1、由于格林尼治标准时间跟不上计算机时代的发展,人们将以原子钟标准时间为准。
2、格林尼治时间是以太阳经过格林尼治“本初子午线”的一刻为标准。但是,地球公转的速度略有差异,隔几年就得调一次时间。1972年,科学家又引进了用原子钟对时的世界标准时。不过,每隔几年还是得配合太阳经过“本初子午线”的实际状况,加上闰秒,以跟上地球公转的速度。然而,不知变通的 *** 和计算机碰上闰秒常会出状况。所以,科学家建议今后完全以原子钟为准,每50年加一次闰分以免计算机弄胡涂了。2012年1月,国际通讯联盟会议上将决定是否取消用了将近130年的格林尼治标准时间。
六、什么是原子时
1967年第十三届世界度量衡会议上,决定采用原子时,记为AT。原子时的秒长就是用原子跃迁频率的周期来确定的。现代原子时的秒长是这样定义的:
原子时的科学依据:铯133原子在基态的两个超精细能级结构间零场跃迁时,幅射频率的9192631770个周期的时间间隔为1秒。
原子时计量的基本单位是原子时秒。它的定义是:铯原子基态的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9,192,631,770周所持续的时间。1967年第十三届国际计量大会决定,把在海平面实现的上述原子时秒,规定为国际单位制中的时间单位。
原子时起点定在1958年1月1日0时0分0秒(UT),即规定在这一瞬间原子时时刻与世界时刻重合。但事后发现,在该瞬间原子时与世界时的时刻之差为0.0039秒。这一差值就作为历史事实而保留下来。
七、原子钟更低能测出多少微秒
1、美国国家标准与技术局的科研小组日前宣布,他们成功地研制出一种新型光原子钟,其计算误差1亿年时间为1秒。这是迄今为止世界上最准确的时钟。
2、新型原子钟是一种光原子钟,其工作原理与微波原子钟所采用的基本原理相似,但不同的是新型原子钟利用的是可见光。由于光的频率比微波的高,所以能提供精度更高、更准确的计时。
3、科研小组负责人迪当斯博士说,目前最准确的原子钟是以铯原子的固有振动频率来调节的铯原子钟,它可以精确到计算1500万年时间误差仅为1秒,而光原子钟的准确度可能是目前铯原子钟的100至1000倍。科学家认为,新型光原子钟能使人们更精细地理解物质世界的时间,对基本物理常数作更精确地计量。由于准确计时对于高速数据传输、同步电视发送、银行转账结算、发送电子邮件、卫星轨道的精确控制、深太空导航以及航天器的对接等极为重要,新型光原子钟的应用将对上述领域产生重大影响。
4、在人类开发钟表技术的历程中,20世纪50年代出现的原子钟使计时达到“天文数字般”的准确。原子钟是根据原子固有振动而制成的,也就是精确测量出特定原子释放的微波频率。1967年,科学家采用铯原子钟技术以微波频率给“秒”作定义,即1秒钟等于“铯133原子两个基态能级的转换所经过的9, 192,631,770个辐射周期”所需要的时间。
5、据该科研小组发表在《科学》杂志上的论文介绍,他们发明的光原子钟是以一个冷却的汞离子(去掉一个电子的汞原子)的光频为基础设计的,汞离子的光频传到一个激光振荡器上,这个振荡器的作用像传统时钟的钟摆产生“滴答”动作一样。所不同的是,新的光原子钟每秒产生的“滴答”次数是1.064×1024,次数如此之多,研究人员不得不用借助于高速激光与光缆,以便“数”出这些“滴答”次数以达到计时目的。(王俊鸣)
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