第41章 三萬年差一秒的鍾——原子鍾(1 / 1)

當今,我們不僅有了300年差1秒的晶體鍾,還有了更高級的原子鍾呢。比如銫原子鍾,它看上去是一個方方正正的不算大的機櫃,上麵布滿了各種開關、旋鈕、紅綠指示燈……要不是看到上麵幾個顯眼的大字“銫束管原子鍾”,根本就不會相信這是一台鍾,因為它和普通的鍾表比起來,已經是麵目皆非了。

銫束管原子鍾及其他各種類型的原子鍾,都是用“原於躍遷”的頻率來計時的,這個頻率很高並極其穩定,所以它的計時精度也非常高,可達3萬年差1秒!上麵我們講過的晶體鍾雖然已經很精確,但它有老化漂移等現象,因此還不能作為1級時間頻率標準,而原子鍾才是目前世界上公認的1級時間頻率標準。

原子鍾可真棒,3萬年才差1秒,多準啊!

隨著人類的認識向著微觀世界發展,揭示了原子的秘密以後,又給人類計時提供了更精確的方法,因為微觀世界的穩定性遠遠超過了宏觀世界。

在宏觀世界中沒有完全相同的個體,一對孿生兄弟,看起來十分相似,但仔細觀察,就可以找出它們的差異來;同一廠家用同樣的元器件生產的電視機,外觀一模一樣,但質量卻各有優劣。

在微觀世界中則恰恰相反,有著許多完全相同的東西,我們不能把一個電子和另一個電子區別開來,我們也不能把同種元素的一個原子與另一個原子區別開來。這並不是由於我們的測量儀器過於粗笨,而是它們的確完全相同,原則上無法把它們區別開來。即使在地球深部的高溫高壓下,也不能改變它們的性狀。

所有計時方法和計時工具,都是基於物體有規律的變化。如地球繞太陽1年旋轉1周,地球1天自轉1周,普通手表每秒擺輪擺5次,晶體鍾每秒振蕩枷萬次,而原子鍾是用原子的“振動”來計時的,它每秒鍾振動竟達幾十億次。計時頻率的提高,本身就意味著計時精度的提高。

從印年代原子鍾問世以來,到現在已經發展成一個“家族”了。有最初的氨分子鍾、有銣原子鍾、銫原子鍾,還有氫原子鍾……每種鍾又有不同的類型。

原子鍾雖然多種多樣,但它們的工作原理卻是基本相同的。都是利用了原子躍遷的周期穩定這個特點。