Zegary Atomowe

Częstotliwość i zegary Piewsze zegary atomowe Definicja sekundy Cezowy zegar atomowy Rubidowy zegar atomowy Zastosowanie Stabilność zegarów atomowych

Zegar wahadłowy Częstotliwość wahadła: Aby wahadło znajdowało się w pozycji równowagowej co 1 s. częstotliwość drgań powinna wynosić 0.5 HZ. Długość nici powinna wynosić m.

Licznik

Jak zbudować zegar?

Pierwsze zegary atomowe 1949 r. - E. Condon i H. Lyons z NBS (US National Bureau of Standards) prezentują pierwszy zegar atomowy Wykorzystano molekuły amoniaku.

Pierwsze zegary atomowe 1955 r. - Pierwszy zegar atomowy bazujący na drganiach atomów cezu-133. L. Essen and J.V.L. Parry, National Physical Laboratory

Dlaczego Cez? Wiązki metali alkalicznych łatwo wykrywalne Struktury nadsubtelne dokładnie zbadane Stabilność zegara proporcjonalna do różnicy poziomów energetycznych Cez posiada największą róznice tych poziomów w grupie metali alkalicznych, 9.2 GHz Występuje naturalnie tylko w izotopowej formie Cs 133

Sekunda Jest to czas równy okresów promieniowania odpowiadającego przejściu między dwoma poziomami F = 3 i F = 4 struktury nadsubtelnej stanu podstawowego 2 S 1/2 atomu cezu 133 Cs (powyższa definicja odnosi się do atomu cezu w spoczynku w temperaturze 0 K).

Cez jest podgrzewany Powstaje wiązka atomów Wiązka jest rozdzielana przez pole magnetyczne Atomy w niższym stanie energetycznym przechodzą do komory mikrofalowej Padające fale mikrofalowe w okolicach 9.2 Ghz Pole magnetyczne kieruje atomy z energią w stanie wyższym na detektor Sterowanie falą magnetyczną i obróbka częśtotliwości Standard Cezowy

Standard Rubidowy Transmisja światł lampy rubidowej zależy od częśtotliwości fali mikrofalowej Układ steruje i konwertuje częśtotliwość

Standard Rubidowy Lampa rubidowa emituje promieniowanie Część promieniowania jest absorbowana przez filtr Promieniowanie lampy powoduje inwersje obsadzeń w komórce rezonansowej Absorbcja promieniowania mikrofalowego zwiększa absorbcje promieniowania lampy

Pomiar czasu UTC - Uniwersalny czas koordynowany Wzorcowy czas bazujący na uśrednieniu czasu mierzonego przez wiele cezowych zegarów na całym świecie. Uwzględniający nieregularność ruchu obrotowego Ziemi i koordynowany względem czasu słonecznego (sekundy przestępne).

GPS - Global Positioning System Satelity wysyłają sygnał do odbiorcy z istotnymi informacjami. Na podstawie czasu przesyłania sygnału i geometrii, ustalane jest położenie odbiorcy. Każdy satelita jest wyposażony w zegar atomowy

Galileo

Stabilność