Hvordan Virker Et Atomur?

{h1}

Atomsklokke er lidt mere præcise end at tælle, "en mississippi, to mississippi...".

Timekeeping kan være så simpelt som at tælle "en Mississippi, to Mississippi..." før blitzing i baghaven fodbold, eller spore de frem og tilbage gynger af et pendul i en bedstefar ur.

I begge tilfælde tæller tricket intervallerne af noget der sker gentagne gange med så lidt variation som muligt. Et pendul swing, say eller en 'Mississippi', der næsten svarer til et sekund, den tidsindretning, som vi ved, omfatter minutter og timer.

Men selv de bedste mekaniske pendler og kvartskrystalbaserede ure udvikler uoverensstemmelser. Langt bedre til timekeeping er den naturlige og nøjagtige "vibration" i et energibesparende atom.

Når de udsættes for bestemte strålefrekvenser, såsom radiobølger, vil de subatomære partikler, der kaldes elektroner, som omleder et atoms kerne, "springe" frem og tilbage mellem energistater. Ure, der er baseret på denne hoppe inden for atomer, kan derfor give en yderst præcis måde at tælle sekunder på.

Det er ikke overraskende, at den internationale standard for længden på et sekund er baseret på atomer. Siden 1967 er den officielle definition af et sekund 9.192.631.770 cyklusser af strålingen, der får et atom af elementet, der hedder cæsium, til at vibrere mellem to energistater.

Inden for et cæsiumatomskloks bliver cæsiumatomer tragt ned i et rør, hvor de passerer gennem radiobølger. Hvis denne frekvens lige er lige 9,192,631,770 cyklusser pr. Sekund, så "cesiumatomer" resonerer og ændrer deres energitilstand.

En detektor i enden af ​​røret holder styr på antallet af cæsiumatomer, der når det, der har ændret deres energitilstand. Jo mere finjusteret radiofrekvensfrekvensen er til 9,192,631,770 cykler pr. Sekund, jo flere cæsiumatomer når detektoren.

Detektoren giver information tilbage i radiobølgengeneratoren. Det synkroniserer frekvensen af ​​radiobølgerne med det maksimale antal cæsiumatomer, der rammer det. Anden elektronik i atomuret tæller denne frekvens. Som ved en enkelt sving af pendulet, afkrydses et sekund, når frekvenstællingen er opfyldt.

De første kvalitetsklokker lavet i 1950'erne var baseret på cæsium, og sådanne ure, der blev hængt til større præcisioner i årtierne, er fortsat grundlaget for at holde officiel tid i hele verden.

I USA opretholdes de øverste ure af National Institute of Standards and Technology (NIST) i Boulder, Colo. Og United States Naval Observatory (USNO) i Washington, D.C.

NIST-F1 cesium-uret kan producere en frekvens så præcis, at dens tidsfejl pr. Dag er ca. 0,03 nanosekunder, hvilket betyder at uret vil tabe et sekund i 100 millioner år.

Super-præcis timekeeping er integreret i mange elementer i det moderne liv, såsom højhastigheds elektronisk kommunikation, elektriske net og Global Positioning System (GPS) og selvfølgelig ved, hvornår dit favorit tv-show kommer på.

  • Hvorfor bruges kvarts i ure?
  • Hvorfor begynder sommertid at klokken 2?
  • Hvor får elektroner energi til at dreje rundt om et atoms kernekern?

Har du et spørgsmål? Send det til Life's Little Mysteries, og vi vil prøve at svare på det. På grund af mængden af ​​spørgsmål kan vi desværre ikke svare individuelt, men vi vil offentliggøre svar på de mest spændende spørgsmål, så kom hurtigt tilbage.


Video Supplement: Exotic Elements vs. Magnet | Thor's Metal? | Part 6/6.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com