Az idő egy elvont fogalom, amellyel mindenki naponta foglalkozik. De gondolt-e valaki arra, honnan származik az idő? Ki pontosan meghatározza, mennyi az idő? Van egy bizonyos időszaka, amely a világ minden tájáról orientálódik.
Mi az idő referencia?
Az időstandard egy tudományos időegység, amelyet az elsődleges standard a lehető legnagyobb pontossággal reprodukál. A referencia-időegység egy másodperc. A második és a hertz az idő és a frekvencia standard egységei.
A tudósoknak számos nehézséget kellett leküzdeniük, hogy a legpontosabb állandó mértékegységet kiválasszák. Az időt eredetileg a bolygó tengely körül történő forgása alapján mértük. Kiderült azonban, hogy az árapályok befolyásolhatják egy napsütéses nap időtartamát.
A következő szakaszban egy trópusi évet (az egyik napéjegyenlőtől a másikig) kezdtek használni a méréshez. Az eredmények pontossága növekedett - a második a trópusi év 1 / 31556925,9447-nek felel meg. E tanulmányok útján a tudósok feltaláltak inga- és kvarcórákat.
A jövőben új mérési módszerekre volt szükség, mivel a kvarcórák pontosabbak voltak, mint a természetes standard. Tehát létezett kvantumgenerátor, molekuláris kronométer, és 1967-ben elkezdték az atomi módszert a referenciaegység kiszámításához.
Hála neki, a referencia másodperc kiszámításánál a hibát minimalizálni lehetett.Ennek a módszernek a megjelenésével a második 9 192 631 770 elektromágneses sugárzás oszcillációjának kezdett megfelelni, amely a cézium-133 atom hiperfinom szerkezete 2 szintje közötti átmenet során jelentkezik.
Érdekes tény: Különböző országokban nemzeti központokat hoztak létre a mérési szabványok tanulmányozására. Oroszországban ez az egész orosz Fizikai, Műszaki és Rádiómérési Kutatóintézet.
Atomi óra
A referencia-atomi óra meghatározza az időt a molekuláris és atomi szintű folyamatokhoz kapcsolódó rezgések felhasználásával. Munkájuk lényege, hogy az atomok bizonyos körülmények között azonos frekvenciájú elektromágneses hullámokat bocsátanak ki. A cézium-133 atomot választják az általánosan elfogadott standardnak.
A készüléknek komoly szerepe van a navigációban, mivel anélkül lehetetlen lenne meghatározni a járművek, a rakéták helyét és a műholdas kommunikációt. Ezek egy diszkriminátort, egy generátort és egy elektronikai komplexumot tartalmaznak.
Csak bizonyos atomok alkalmasak létrehozására - olyanok, amelyek függetlenek a külső hatásoktól, például a különböző eredetű mezők (például mágneses). Megfelelő atomok a cézium, a kalcium, a rubídium stb. Az elsődleges standard a cézium-atom átmenete. A többi másodlagosnak tekinthető, és összehasonlítják a céziummal - a referencia.
Referencia óra pontossága
A referenciaóra számára kidolgoztunk egy idő skálát - AT. Ennek az eszköznek ugyanakkor van bizonyos hibája. Ezért a Nemzetközi Atomi Időt (TAI) kell használni.Ezt úgy határozják meg, hogy összehasonlítják az atom órákat, amelyeket a világ különböző metrológiai intézményeiben telepítenek.
Összesen körülbelül 400 ilyen óra van. A mutatók összehasonlításával csak a referenciaóra pontosságát lehet ellenőrizni. Sevres (Franciaország) városában található a Nemzetközi Súly- és Mérnöki Iroda (BIPM).
1875-ben alakult, mint intézmény, ahol tárolják a mértékegységek szabványait, végeznek metrológiai munkát, végeznek kutatásokat, és biztosítják az egységes mérési rendszer létezését. Az atomórák teljesítményének és a referencia órák rendszeres összehasonlításával az iroda szakemberei elemezik az adatokat, és szükség esetén helyesbítik az adatokat.
Van még egy olyan dolog, mint a koordinált univerzális idő - UTC. Ez az a szabvány, amely az órákat világszerte szabályozza. Ez egy TAI mérési rendszeren alapszik, de az UTC-t a mindennapi életben kényelmesebbnek tekintik. Rendszeresen az UTC-időt évente 1-2 alkalommal (június 30-án vagy december 31-én) beállítják egy másodperc hozzáadásával.
Érdekes tény: Az UTC-idő koordinálása az egyetemes idővel (UT) összhangban történik, amely közvetlenül kapcsolódik a Föld tengelye körüli forgásához. Mivel bolygónk fokozatosan lassabban kezd forogni (a globális felmelegedés miatt), a jövőben a UTC-t gyakrabban kell módosítani.
Az idő viszonyítási alapja a TAI. A referenciaórát egy speciális Nemzetközi Súly- és Mérnöki Iroda tárolja, amely Franciaországban található.Méréseiket rendszeresen összehasonlítják több száz másik atomórával a különféle metrológiai állomásokon. A kapott adatok alapján szükség esetén javításokat végeznek.