Zegary Atomowe. Częstotliwość i zegary Piewsze zegary atomowe Definicja sekundy Cezowy zegar atomowy Rubidowy zegar atomowy Zastosowanie Stabilność zegarów.

Prezentacja na temat: "Zegary Atomowe. Częstotliwość i zegary Piewsze zegary atomowe Definicja sekundy Cezowy zegar atomowy Rubidowy zegar atomowy Zastosowanie Stabilność zegarów."— Zapis prezentacji:

1 Zegary Atomowe

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

3 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 0.9936 m.

4 Licznik

5 Jak zbudować zegar?

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

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

8 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

9 Sekunda Jest to czas równy 9 192 631 770 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).

10 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

11

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

13 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

14 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).

15 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

16 Galileo

17 Stabilność

18