• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тема.Еталон одиниці часу – секунда

Лекція №7

План

1. Встановлення еталона одиниці часу
2. Схема цезієвого атомно-променевого еталона часу і частоти

Ще в стародавні часи відлік часу ґрунтувався на обертанні Землі навколо своєї осі. До недавнього часу секунда визначалась як 1/8640 частини середньої сонячної доба. За середню сонячну добу прийнято інтервал часу між двома послідовними однойменними кульмінаціями середнього Сонця. Під середнім Сонцем розуміли уявне Сонце, яке рівномірно рухається по небесному екватору і здійснює одна оберт по небосхилу за той проміжок часу, що й істинне Сонце, яке рухається нерівномірно за екліптикою. Проте спостереження показали, що обертанню Землі властиві не­регулярні коливання, а це не дозволяє вважати його при­родною стабільною основою визначення одиниці часу. Се­редня сонячна доба визначається з похибкою 10 ^-7. Ця точ­ність недостатня для сучасного стану техніки частот.

Потрібен був новий природний еталон часу, який забез­печував би високу точність відтворення одиниці часу — секунди. У 1960 році було прийняте нове астрономічне визначення одиниці часу, в основу якого покладено не обер­тання Землі навколо своєї осі, а рух Землі навколо Сонця. Це забезпечувало підвищення точності вимірювання оди­ниці часу на три порядки (у 1000 разів).

За секунду прийняли 1/31556925,9747 частини тропіч­ного року на 0 січня 1900 року о 12-й годині ефемеридного часу. Тропічний рік сам по собі не є постійним, тому дата "0 січня 1900 р. 12 годин" виражена у прийнятому астро­номами відліку часу і відповідає полудню 31 грудня 1899 р. Під ефемеридним часом розуміють час у системі рахунку, де тривалість одиниці дорівнює ефемеридній секунді, виз­наченій через тропічний рік на 0 січня 1900 р.

Практично точна одиниця часу стала доступною завдя­ки сигналам точного часу, що передаються по радіо з квар­цових годинників, які є мірами частоти.

Останнім часом створені нові молекулярні та атомні еталони частоти і часу, які ґрунтуються на здатності молекул та атомів випромінювати і поглинати енергію під час переходу між двома енергетичними рівнями в діапазоні радіочастот.

У 1967 р. XIII Генеральна конференція з мір та ваги ухвалила нове визначення секунди як інтервалу часу, протя­гом якого відбувається 9 192 631 770 коливань. Такі коли­вання відповідають резонансній частоті енергетичного переходу між рівнями надтонкої структури основного стану ато­ма цезію-133 за відсутності збурень зовнішніми полями.

На рис. 6.1 подано схему цезієвого атомно-променевого еталона часу та частоти. Джерело 1 атомного пучка роз­міщенеу металевому контейнері, у стінці якого є канал для формування потоку. Температура джерела — 100—150 °С. Магнітом 2 здійснюється сортування атомів пучка за сиг­налами надтонкої структури: виділяються атоми зі станом F=3, M=0 і F=0, M=0.

Рис. 6.1. Схема цезієвого атомно-променевого еталона часу і частоти

До резонаторів 3 підводиться надвисокочастотний сиг­нал з частотою 9 192 631 770 Гц від кварцових генераторів, яка може змінюватися у незначних межах. Під дією цього сигналу виділені атоми переходять зі стану F = З, М = 0 до стану F = 4, М = 0 або ж у зворотному напрямку.

Другий сортувальний магніт 2'виділяє з атомного пуч­ка лише ті атоми, які перейшли з одного стану в інший в результаті взаємодії з полем сигналу. Атоми, які здійсни­ли перехід,потрапляють до приймача 4 і реєструються інди­катором 5.

Якщо частота підведеного сигналу від кварцових гене­раторів 6 відповідає частоті переходу, то покази індикатора 5 є максимальними. Якщо ж частоти не збігаються, то по­кази індикатора різко знижуються. Максимальні покази індикатора відповідають стабільності та точності частот. Частотасигналу за максимальними показами індикатора Дорівнює 9 192 631 770 Гц.

Всі вузли установки розміщені у камері з високим вакуумом.

Стабільність цезієвих еталонів дорівнює 10 ^-11 що дозволяє використовувати їх службам часу та частоти.

Читайте також:

1. V теорія граничної корисності визначає вартість товарів ступенем корисності останньої одиниці товару для споживача.
2. Біомаса - Кількість живої речовини на одиниці площі чи об'єму місцеперебування в момент спостереження. Визначається сумою біомаси усіх популяцій, що населяють дану екосистему.
3. Вартість грошей Число обертів грошової одиниці
4. Відповідної одиниці запасів
5. Джерела радіації та одиниці її вимірювання
6. Джерела радіації та одиниці її вимірювання
7. Дозиметричні величини та їх одиниці виміру
8. Дозиметричні одиниці в радіоекології
9. І лише одиниці – виграють.
10. Класифікація рослинності. Синтаксономічні одиниці
11. Конструкторською базою називається сполучення поверхонь, ліній або точок, що визначають положення деталі в складаній одиниці або виробі.
12. Логарифмічні одиниці згасання.

Переглядів: 1319