銫鐘

銫鐘

又叫原子銫鐘,一種精密的計時器具。日常生活中使用的時間準到1分鐘也就夠了。 它們要求時間要準到千分之一秒,甚至百萬分之一秒。為了適應這些高精度的要求,人們製造出了一系列精密的計時器具,銫鐘就是其中的一種。銫鐘又叫”銫原子鐘’。它利用銫原子內部的電子在兩個能級間跳躍時輻射出來的電磁波作為標準,去控制校準電子振盪器,進而控制鐘的走動。這種鐘的穩定程度很高,目前,最好的銫原子鐘達到500萬年才相差 1 秒。 廣泛使用在天文、大地測量和國防建設等各個領域中。

基本介紹

  • 中文名:銫鐘
  • 別稱:原子銫鐘
  • 分類:計時器具
  • 精確度:千分之一秒,百萬分之一秒
  • 用途:天文、大地測量和國防建設等
  • 發明者:N·F·拉姆齊
發明者,普及性,種類,評價,

發明者

發明者是美國人N·F·拉姆齊(Norman Foster Ramsey),他也因發明原子銫鐘以及提出氫微波激射技術獲得了1989年的諾貝爾物理學獎。 “銫鐘”是與科學技術相關的未完成小作品。
1967年13屆國際計量大會決定:銫原子Cs133基態的兩個超精細能級躍遷輻射震盪9192631770周所持續的時間為1秒。此定義一直延用至今。所以,從1963年後,時間基準的名稱應該由PRIMARY CLOCK來代替,它指的是實驗室型大銫鐘。就已發表的資料來看,德聯邦的“聯邦技術物理研究院”的PTB-CsI、美國國家標準局的NBS-6及加拿大國家研究院的NRC-CsV的準確度均已達到10-14量級。我國計量院的CsII、CsIII也達到10-13量級。由此可見PRIMARY CLOCK的準確度至少要比商品型小銫鐘高出一個數量級

普及性

對於大銫鐘這樣的一級時間標準,世界上只有少數幾個國家的時頻實驗室擁有,而且,有的還不能長期可靠地工作。但是,對於世界上大多數沒有大銫鐘的實驗室也可以有自己的時間尺度。其方法是:用多台商品型銫鐘(目前5071A型小銫鐘的準確度為1×10-12)構成平均時間尺度。你的實驗室的小銫鐘越多,你的時間尺度的穩定性就越好。有了這樣高穩定度的時間尺度,也可以滿足國防科研航天等方面的急需。例如:我們國家授時中心有六台小銫鐘,組成我們的地方原子時尺度,其穩定度為10-14量級。國外有的實驗室有幾十、乃至幾百台小銫鐘,那么,穩定度就更高了.

種類

氫鐘。銫鐘具有良好的長期穩定性和準確度,但體積、質量和功耗大(目前國外已研製出小型化銫鐘),使用壽命短;銣鐘不需要真空系統和致偏磁鐵,具有較小的體積、質量和功耗,短期穩定性和準確度較好,但長期穩定性能不如銫鐘;氫鐘具有銫鐘和銣鐘所達不到的性能優勢,但對溫控要求嚴格,體積、質量和功耗也較大。目前國外已開發國家已研製出比較成熟的星載銣鐘和銫鐘,並且正在進行空間氫鐘飛行試驗。氫鐘將有望成為高精度的星載時鐘基準。但所有這些國外的軍用級先進產品對我國都是封鎖的。國內目前也已研製出了不同類型的原子鐘系列,但套用於空間環境尚有一段距離。因此我國應大力發展自己的原子鐘製造技術,以免受制於人。

評價

1991年1月11日的《人民日報》報導,中國計量科學研究院研製的銫原子基準鐘,其精確度相當在十萬年內誤差1秒。這一成果的取得標誌我國的時間頻率計量已達到國際先進水平。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們