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铯钟

2022-06-29 07:57:49 百科资料

又叫原子铯钟,一种精密的计时器具。日常生活中使用的时间准到1分钟也就够了。 它们要求时间要准到千分之一秒,甚至百万分之一秒。为了适应这些高精度的要求,人们制造出了一系列精密的计时器具,铯钟就是其中的一种。铯钟又叫"铯原子钟'。它利用铯原子内部的电子在两个能级间跳跃时辐射出来的电磁波作为标准,去控制校准电子振荡器,进而控制钟的走动。这种钟的稳定程度很高,目前,最好的铯原子钟达到500万年才相差 1 秒。 广泛使用在天文、大地测量和国防建设等各个领域中。

  • 中文名称 铯钟
  • 别称 原子铯钟
  • 分类 计时器具
  • 精确度 千分之一秒,百万分之一秒
  • 用途 天文、大地测量和国防建设等

发明者

  发明者是美国人N·F·拉姆齐(Norman Foster Ramsey),他也因发明原子铯钟以及提出氢微波激射技术获得了1989年的诺贝尔物理学奖。 "铯钟"是与科学技术相关的未完成小作品。

  1967年13届国际计量大会决定:铯原子Cs133基态的两个超精细能级间跃迁辐射震荡9192631770周所持续的时间为1秒。此定义一直延用至今。所以,从1963年后,时间基准的名称应该由PRIMARY CLOCK来代替,它指的是实验室型大铯钟。就已发表的资料来看,德联邦的"联邦技术物理研究院"的PTB-CsI、美国国家标准局的NBS-6及加拿大国家研究院的NRC-CsV的准确度均已达到10-14量级。我国计量院的CsII、CsIII也达到10-13量级。由此可见PRIMARY CLOCK的准确度至少要比商品型小铯钟高出一个数量级。

普及性

  对于大铯钟这样的一级时间标准,世界上只有少数几个国家的时频实验室拥有,而且,有的还不能长期可靠地工作。但是,对于世界上大多数没有大铯钟的实验室也可以有自己的时间尺度。其方法是:用多台商品型铯钟(目前5071A型小铯钟的准确度为1×10-12)构成平均时间尺度。你的实验室的小铯钟越多,你的时间尺度的稳定性就越好。有了这样高稳定度的时间尺度,也可以满足国防、科研、航天等方面的急需。例如:我们国家授时中心有六台小铯钟,组成我们的地方原子时尺度,其稳定度为10-14量级。国外有的实验室有几十、乃至几百台小铯钟,那么,稳定度就更高了.

种类

  氢钟。铯钟具有良好的长期稳定性和准确度,但体积、质量和功耗大(目前国外已研制出小型化铯钟),使用寿命短;铷钟不需要真空系统和致偏磁铁,具有较小的体积、质量和功耗,短期稳定性和准确度较好,但长期稳定性能不如铯钟;氢钟具有铯钟和铷钟所达不到的性能优势,但对温控要求严格,体积、质量和功耗也较大。目前国外发达国家已研制出比较成熟的星载铷钟和铯钟,并且正在进行空间氢钟飞行试验。氢钟将有望成为高精度的星载时钟基准。但所有这些国外的军用级先进产品对我国都是封锁的。国内目前也已研制出了不同类型的原子钟系列,但应用于空间环境尚有一段距离。因此我国应大力发展自己的原子钟制造技术,以免受制于人。

评价

  据1991年1月11日的《人民日报》报道,中国计量科学研究院研制的铯原子基准钟,其精确度相当在十万年内误差1秒。这一成果的取得标志我国的时间频率计量已达到国际先进水平。

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