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精度最高的計時儀器是什麼

精度最高的計時儀器是什麼的答案是:原子鐘

原子鐘,是一種計時裝置,精度可以達到每2000萬年才誤差1秒,它最初本是由物理學家創造出來用於探索宇宙本質的。

人們平時所用的鐘表,精度高的大約每年會有1分鐘的誤差,這對日常生活是沒有影響的,但在要求很高的生產、科研中就需要更準確的計時工具。目前世界上最準確的計時工具就是原子鐘,它是20世紀50年代出現的。

原子鐘是利用原子吸收或釋放能量時發出的電磁波來計時的。由於這種電磁波非常穩定,再加上利用一系列精密的儀器進行控制,原子鐘的計時就可以非常準確了。

現在用在原子鐘裏的元素有氫(Hydrogen)、銫(Cesium)、銣(Rubidium)等。原子鐘的精度可以達到每2000萬年才誤差1秒。這為天文、航海、宇宙航行提供了強有力的保障。

精度最高的計時儀器是什麼

銫原子鐘

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2000萬年才相差1秒。現在國際上,普遍採用銫原子鐘的躍遷頻率作為時間頻率的標準,廣泛使用在天文、大地測量和國防建設等各個領域中。[3]

氫原子鐘

氫原子鐘一種精密的計時器具。氫原子鐘是在現代的許多科學實驗室和生產部門廣泛使用一種精密的時鐘,它是利用原子能級跳躍時輻射出來的電磁波去控制校準石英鐘,但它用的是氫原子。這種鐘的穩定程度相當高,每天變化只有十億分之一秒。氫原子鐘亦是常用的時間頻率標準,被廣泛用於射電天文觀測、高精度時間計量、火箭和導彈的發射、核潛艇導航等方面。氫原子鐘首先在1960年為美國科學家拉姆齊研製成功。氫原子鐘是種高精度的時間和頻率標準,在國防、空間技術和現代科學試驗中有着重要的應用。

銣原子鐘

是所有原子鐘中最簡便、最緊湊的一種。這種時鐘使用一玻璃室的銣氣,當週圍的微波頻率剛好合適時,就會按光學銣頻率改變其光吸收率。三種原子鐘――銫原子鐘、氫微波激射器和銣原子鐘,都已成功的應用於太空、衞星以及地面控制。迄今為止,在這三類中最精確的原子鐘是銫原子鐘,GPS衞星系統最終採用的就是銫原子鐘。

此外,還可以通過使用激光束來防止銫原子前後高速移動,從而可以減少因多普勒效應而產生的輕微頻率變化。

CPT原子鐘

CPT原子鐘是利用原子的相干佈局囚禁原理而實現的一種新型原子鐘,也是目前從原理上唯一可實現微型化的原子鐘,其體積、功耗比目前體積、功耗最小的銣原子鐘相比還要小得多。最小的CPT原子鐘可為手錶尺寸,並用鈕釦電池供電。由於這些特點,CPT原子鐘在遠程通訊系統定時、大範圍通訊網絡同步、武器裝備的便攜化等軍、民應用方面具有很好的應用前景。例如,CPT頻標應用於GPS接收機,可以顯著提高導航定位精度。歐美等西方國家已經把便攜式和微型化CPT頻標的研發作列入國家戰略發展目標。美國已經有兩種商品CPT頻標上市。

標籤: 計時 精度
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