الساعات الذرية شرح
منشور من طرف ريتشارد ن ويليامز on أبريل 20th، 2009
هل ساعة الذرية مشعة؟
An ساعة ذرية يحافظ على الوقت أفضل من أي ساعة أخرى. حتى أنها تبقي الوقت أفضل من دوران الأرض وحركة النجوم. وبدون الساعة الذرية، سيكون من المستحيل الملاحة في نظام تحديد المواقع العالمي (غس)، ولن تتزامن الإنترنت، ولن يكون موقع الكواكب معروفا بما يكفي من الدقة للمجسات الفضائية والهبوط التي ستطلق وتراقب.
الساعة الذرية ليست مشعة، فإنه لا يعتمد على تسوس الذري. بدلا من ذلك، ساعة ذرية لديها كتلة تتأرجح ونابض، تماما مثل الساعات العادية.
الفرق الكبير بين الساعة القياسية في منزلك وساعة ذرية هو أن التذبذب في الساعة الذرية بين نواة الذرة والإلكترونات المحيطة بها. هذا التذبذب ليس بالضبط موازية لعجلة التوازن و هيرسبرينغ من ساعة تصورها، ولكن الحقيقة هي أن كلا استخدام التذبذبات لتتبع مرور الوقت. وتحدد ترددات التذبذب داخل الذرة بواسطة كتلة النواة والجاذبية والكهرباء "الربيع" بين الشحنة الموجبة على النواة وسحابة الإلكترون المحيطة بها.
ما هي أنواع الساعة الذرية؟
اليوم، على الرغم من أن هناك أنواع مختلفة من الساعة الذرية، والمبدأ وراء كل منهم لا يزال هو نفسه. ويرتبط الفرق الرئيسي بالعنصر المستخدم ووسائل الكشف عند تغير مستوى الطاقة. وتشمل أنواع مختلفة من الساعة الذرية:
تستخدم الساعة الذرية السيزيوم شعاع من ذرات السيزيوم. على مدار الساعة يفصل ذرات السيزيوم من مستويات الطاقة المختلفة بواسطة المجال المغناطيسي.
تحافظ ساعة الذرة الهيدروجينية على ذرات الهيدروجين عند مستوى الطاقة المطلوب في حاوية ذات جدران مادة خاصة بحيث لا تفقد الذرات حالة الطاقة العالية بسرعة كبيرة جدا.
وتستخدم الساعة الذرية للروبيديوم، وهي أبسط وأكثرها إحكاما، خلية زجاجية من غاز الروبيديوم الذي يغير امتصاص الضوء عند تردد الروبيديوم البصري عندما يكون تردد الموجات الدقيقة المحيطة محقا.
وتستخدم الساعة الذرية التجارية الأكثر دقة المتاحة اليوم ذرة السيزيوم والمجالات المغناطيسية العادية والكاشفات. بالإضافة إلى ذلك، يتم إيقاف ذرات السيزيوم من زحزحة ذهابا وإيابا بواسطة حزم الليزر، والحد من التغييرات الصغيرة في التردد بسبب تأثير دوبلر.
متى تم اختراع الساعة الذرية؟ ساعة ذرية
في شنومكس، اقترح أستاذ الفيزياء جامعة كولومبيا إيزيدور رابي أن ساعة يمكن أن تكون مصنوعة من تقنية وضعت في شنومكس دعا الذري شعاع المغناطيسي الرنين. من قبل شنومكس، والمكتب الوطني للمعايير (نبس، والآن المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا، نيست) أول ساعة ذرية في العالم باستخدام جزيء الأمونيا كمصدر للاهتزازات، و شنومكس أعلنت أول ساعة ذرية باستخدام ذرات السيزيوم كمصدر الاهتزاز، نبس-شنومكس.
في شنومكس، المختبر الفيزيائي الوطني (NPL) في إنجلترا بنيت أول ساعة ذرية السيزيوم الذري تستخدم كمصدر معايرة. على مدى العقد المقبل، تم إنشاء أشكال أكثر تقدما من الساعات الذرية. في شنومكس، المؤتمر العام شنومكث على الأوزان والمقاييس حددت سي الثاني على أساس الاهتزازات من ذرة السيزيوم؛ فإن نظام حفظ الوقت في العالم لم يعد له أساس فلكي في تلك المرحلة! وقد تم الانتهاء من نبس-شنومكس، الأكثر استقرارا الساعة الذرية السيزيوم في العالم، في شنومك، وكان يستخدم في شنومكس كجزء من نظام الوقت نبل.
في شنومكس، بدأ نبل-فسنومكس العمل مع عدم اليقين من أجزاء شنومكس في شنومكس إلى الطاقة شنومكست، أو دقة إلى حوالي ثانية واحدة في شنومكس مليون سنة، مما يجعلها ساعة الذرية الأكثر دقة من أي وقت مضى (وهو تمييز مشترك مع معيار مماثل في باريس).
كيف يتم قياس الوقت الساعة الذرية؟
يتم تعريف التردد الصحيح للرنين السيزيوم معين الآن من قبل الاتفاق الدولي كما شنومك هرتز بحيث عندما مقسوما على هذا العدد الإخراج هو بالضبط شنومكس هرتز، أو دورة شنومكس في الثانية الواحدة.
الدقة على المدى الطويل التي يمكن تحقيقها من قبل الساعة الذرية السيزيوم الحديثة (النوع الأكثر شيوعا) هو أفضل من ثانية واحدة لكل مليون سنة. ساعة الهيدروجين الذرية يظهر أفضل على المدى القصير (أسبوع واحد) دقة، ما يقرب من شنومكس مرات دقة ساعة الذرية السيزيوم. ولذلك، زادت الساعة الذرية من دقة قياس الوقت بنحو مليون مرة بالمقارنة مع القياسات التي أجريت بواسطة تقنيات فلكية.
سينكونيسينغ إلى ساعة الذرية
أبسط طريقة ل سينكونيس لساعة ذرية هو استخدام خادم نتب مخصص. هذه الأجهزة سوف تتلقى إما غس إشارة أتوميك على مدار الساعة أو موجات الراديو من أماكن مثل نيست أو نبل.
وكانت هذه الوظيفة من قبل ريتشارد ن ويليامز
ريتشارد N ويليامز هو مؤلف فني ومتخصص في خادم نتب وصناعة تزامن الوقت. ريتشارد N ويليامز على + غوغل
