出轨味道2韩国电影:什么是原子钟

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。

原子钟，它最初本是由物理学家创造出来用于探索宇宙本质的；他们从来没有想过这项技术有朝一日竟能应用于全球的导航系统上。

根据量子物理学的基本原理，原子是按照不同电子排列顺序的能量差，也就是围绕在原子核周围不同电子层的能量差，来吸收或释放电磁能量的。这里电磁能量是不连续的。当原子从一个“能量态”跃迁至低的“能量态”时，它便会释放电磁波。这种电磁波特征频率是不连续的，这也就是人们所说的共振频率。同一种原子的共振频率是一定的—例如铯133的共振频率为每秒9192631770周。因此铯原子便用作一种节拍器来保持高度精确的时间。

30年代，拉比和他的学生们在哥伦比亚大学的实验室里研究原子和原子核的基本特性。也就是在这里，他们在依靠这种原子计时器来制造时钟方面迈出了有价值的第一步。在其研究过程中，拉比发明了一种被称为磁共振的技术。依靠这项技术，他便能够测量出原子的自然共振频率。为此他还获得了1944年诺贝尔奖。同年，他还首先提出“要讨论讨论这样一个想法”（他的学生这样说道），也就是这些共振频率的准确性如此之高，完全可以用来制作高精度的时钟。他还特别提出要利用所谓原子的“超精细跃迁”的频率。这种超精细跃迁指的是随原子核和电子之间不同的磁作用变化而引起的两种具有细微能量差别的状态之间的跃迁。

在这种时钟里，一束处于某一特定“超精细状态”的原子束穿过一个振荡电磁场。当原子的超精细跃迁频率越接近磁场的振荡频率，原子从磁场中吸收的能量就越多，从而产生从原始超精细状态到令一状态的跃迁。通过一个反馈回路，人们能够调整振荡场的频率直到所有的原子完成了跃迁。原子钟就是利用振荡场的频率即保持与原子的共振频率完全相同的频率作为产生时间脉冲的节拍器。

人们日常生活需要知道准确的时间，生产、科研上更是如此。人们平时所用的

钟表，精度高的大约每年会有1分钟的误差，这对日常生活是没有影响的，但在要求

很高的生产、科研中就需要更准确的计时工具。

目前世界上最准确的计时工具就是原子钟，它是20世纪50年代出现的。原子钟

是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时的。由于这种电磁波非常稳定，

再加上利用一系列精密的仪器进行控制，原子钟的计时就可以非常准确了。现在用

在原子钟里的元素有氢、铯(sè)、铷(rú)等。原子钟的精度可以达到每100万年才

误差1秒。这为天文、航海、宇宙航行提供了强有力的保障。

原子钟，它最初本是由物理学家创造出来用于探索宇宙本质的；他们从来没有想过这项技术有朝一日竟能应用于全球的导航系统上。

根据量子物理学的基本原理，原子是按照不同电子排列顺序的能量差，也就是围绕在原子核周围不同电子层的能量差，来吸收或释放电磁能量的。这里电磁能量是不连续的。当原子从一个“能量态”跃迁至低的“能量态”时，它便会释放电磁波。这种电磁波特征频率是不连续的，这也就是人们所说的共振频率。同一种原子的共振频率是一定的—例如铯133的共振频率为每秒9192631770周。因此铯原子便用作一种节拍器来保持高度精确的时间。

30年代，拉比和他的学生们在哥伦比亚大学的实验室里研究原子和原子核的基本特性。也就是在这里，他们在依靠这种原子计时器来制造时钟方面迈出了有价值的第一步。在其研究过程中，拉比发明了一种被称为磁共振的技术。依靠这项技术，他便能够测量出原子的自然共振频率。为此他还获得了1944年诺贝尔奖。同年，他还首先提出“要讨论讨论这样一个想法”（他的学生这样说道），也就是这些共振频率的准确性如此之高，完全可以用来制作高精度的时钟。他还特别提出要利用所谓原子的“超精细跃迁”的频率。这种超精细跃迁指的是随原子核和电子之间不同的磁作用变化而引起的两种具有细微能量差别的状态之间的跃迁。

在这种时钟里，一束处于某一特定“超精细状态”的原子束穿过一个振荡电磁场。当原子的超精细跃迁频率越接近磁场的振荡频率，原子从磁场中吸收的能量就越多，从而产生从原始超精细状态到令一状态的跃迁。通过一个反馈回路，人们能够调整振荡场的频率直到所有的原子完成了跃迁。原子钟就是利用振荡场的频率即保持与原子的共振频率完全相同的频率作为产生时间脉冲的节拍器。

人们日常生活需要知道准确的时间，生产、科研上更是如此。人们平时所用的

钟表，精度高的大约每年会有1分钟的误差，这对日常生活是没有影响的，但在要求

很高的生产、科研中就需要更准确的计时工具。

目前世界上最准确的计时工具就是原子钟，它是20世纪50年代出现的。原子钟

是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时的。由于这种电磁波非常稳定，

再加上利用一系列精密的仪器进行控制，原子钟的计时就可以非常准确了。现在用

在原子钟里的元素有氢、铯(sè)、铷(rú)等。原子钟的精度可以达到每100万年才

误差1秒。这为天文、航海、宇宙航行提供了强有力的保障。

什么是原子钟

国土资源网 (2005年3月31日9:14)

原子钟是一种以所用原子内部能级跃迁相应辐射频率为参考标准的频率自动控制装置，其实用频率源为压控晶体振荡器。它是卫星定位系统的核心。

自1974年GPS发射第一颗试验星以来，各国就开始不断提高星载钟的性能水平，同时扩展星载钟的类型（铷－铯－氢）。上述3种原子钟各有长处、互相补充。在结构方面，铷钟最小，其最小体积已达0．25L，铯钟和氢钟次之；在频率稳定度方面，氢钟最好

；而在长期频率稳定度和准确度方面，则以铯钟最佳。

1995年率先在法国研制成功的冷原子钟（铯原子喷泉），准确度和稳定度比已研制的原子钟最高水平又提高了一个数量级。科学家设想，如果让冷原子钟在微重力场中运行，原子与微波场相互作用时间的延长几乎不再受限制，钟的性能相应又有一个量级的提高。

原子钟是一种以所用原子内部能级跃迁相应辐射频率为参考标准的频率自动控制装置，其实用频率源为压控晶体振荡器。