Hvorfor er Atomic Klokker brukt?

En atomklokke er en type klokke som benytter de atomer av forskjellige elementer for å bidra til å opprettholde konstant tidtaking nøyaktighet. Selv om ammoniakk, hydrogen og rubidium er blitt anvendt, cesium (cesium i Britain) er den vanligste element brukt fordi det var den første til å fungere.

Historie

Den første atomklokke ble bygget i 1948 av det amerikanske National Bureau of Standards bruk av ammoniakk og kobberrør. Dessverre var mindre nøyaktig enn mekaniske klokker og således ble aldri brukt til å holde tiden.

Den første vellykkede atomur kom i 1955. Bygget av Louis Essen, er Cesium jeg var den første atomklokke som holdt tiden mer nøyaktig enn den gjennomsnittlige klokke. Dens evne til å holde tiden var så nøyaktig at det var mer konstant da rotasjonen av jorden.

Bare et år senere, en cesium klokken var tilgjengelig for kjøp. Nøyaktigheten hadde blitt så avansert at det ville miste ett sekund hvert 6000 år.

Funksjon

I et atomur, er tiden holdt av en kvartskrystall oscillator, som kan endre frekvens over tid og variere klokken nøyaktighet. For å opprettholde nøyaktighet, har en atomklokke en enhet som gjentatte ganger kontrollerer frekvensen for oscillatoren.

De mest nøyaktige atomklokkene bruke en tilførsel av cesium, med sine 55 spinnende elektroner som blir manipulert av en ovn, magneter og radiobølger for å holde kvartskrystall oscillator på rett frekvens. En minkende antall endrede elektroner betyr at oscillatoren må justeres, en oppgave håndteres av et automatisert system til antall endret atomer går tilbake til det maksimale.

I nyere atomuret, er lasere brukt i stedet for magneter for å skille cesium atomer og disse bare miste ett sekund hver 6 millioner år.

Bruker

For den gjennomsnittlige person, ikke den øverste nøyaktigheten av et atomur ikke synes nyttig, men faktisk klokken beviser uunnværlig på mange måter. For eksempel de som bruker GPS-enheter er å ha sin posisjon fant frem av flere av 27 satellitter, som hver bærer tre atomklokkene.

Kommunikasjon selskaper bruker atomklokkene til å få nøyaktige frekvenser slik at flere samtaler kan reise ned de samme ledningene. Uten denne typen nøyaktighet, ville kommunikasjon rot på grunn av så mange mennesker bruker linjene.

Sammenligning

Den gjennomsnittlige, ikke-atomklokke virker ved å telle vibrasjoner av noe sånt som en pendel som opprettholder en jevn frekvens. Imidlertid kan denne mekanismen påvirkes av stimuli så som tyngdekraften, lufttrykk og jevn temperatur, og dermed å variere hastigheten av klokken. Atomklokkene, på den annen side, ville bare oppleve mindre variasjoner etter hundrevis av år, noe som gjør dem langt mer nøyaktig enn mekaniske klokker.

fremskritt

Nyere, mer nøyaktige forskudd på atomur blir undersøkt og oppfunnet. Den eksperimentelle cesium fontenen innebærer bruk av lasere for å bremse ned millioner av cesium atomer og deretter presse dem oppover for å tillate dem å gi etter for tyngdekraften, noe som medførte at de passerer gjennom radiobølger og en laser måler mengden energi endring. Nøyaktigheten har nådd et tap av ett sekund hvert 15 millioner år.

Det innfangede ion maskinen er en anordning som feller ioner (atomer med elektriske ladninger) på plass, og utsetter dem for radiationto redusere problemer med frekvensen. Det antas at når perfeksjonert, bør maskinen bare miste et sekund hver 10 milliarder år.