Tijd is een abstract begrip waar iedereen dagelijks mee te maken heeft. Maar heeft iemand nagedacht over waar de tijd vandaan komt? Wie bepaalt precies hoe laat het is? Er is een bepaalde standaard over de hele wereld.

Wat is een tijdsreferentie?

De tijdstandaard is een wetenschappelijke tijdseenheid die met de grootst mogelijke nauwkeurigheid wordt gereproduceerd door de primaire standaard. De referentie-eenheid van tijd is een seconde. Ten tweede en Hertz zijn de standaardeenheden van tijd en frequentie.

Wetenschappers moesten verschillende moeilijkheden overwinnen om de meest nauwkeurige constante meeteenheid te onderscheiden. Aanvankelijk werd de tijd gemeten op basis van de rotatie van de planeet om de as. Het bleek echter dat de getijden de duur van een zonnige dag kunnen beïnvloeden.

In de volgende fase werd een tropisch jaar (van de ene equinox naar de andere) gebruikt om te meten. De nauwkeurigheid van de resultaten nam toe - de tweede kwam overeen met 1 / 31556925,9447 van het tropische jaar. Geleid door deze studies hebben wetenschappers slinger- en quartzhorloges uitgevonden.

In de toekomst was er behoefte aan nieuwe meetmethoden, omdat quartzhorloges nauwkeuriger waren dan de natuurlijke standaard. Er was dus een kwantumgenerator, een moleculaire chronometer, en in 1967 begonnen ze de atomaire methode te gebruiken om de referentie-eenheid te berekenen.

Dankzij hem was het mogelijk om de fout bij het berekenen van de referentiewaarde te minimaliseren.Met de komst van deze methode begon de tweede overeen te komen met 9 192 631 770 oscillaties van elektromagnetische straling die optreden tijdens de overgang tussen de 2 niveaus van de hyperfijne structuur van het cesium-133-atoom.

Interessant feit: In verschillende landen zijn nationale centra opgericht om meetnormen te bestuderen. In Rusland is dit het All-Russian Research Institute of Physical, Technical and Radio Engineering Measurements.

Atomaire klok

Een referentie-atoomklok bepaalt de tijd met behulp van trillingen die verband houden met processen op moleculair en atoomniveau. De essentie van hun werk is dat atomen onder bepaalde omstandigheden elektromagnetische golven met dezelfde frequentie uitzenden. Het cesium-133-atoom wordt gekozen als de algemeen aanvaarde standaard.

Het apparaat speelt een serieuze rol bij navigatie, omdat het zonder dit onmogelijk zou zijn om de locatie van voertuigen, raketten vast te stellen en ook satellietcommunicatie te gebruiken. Ze bestaan ​​uit een discriminator, een generator en een elektronicacomplex.

Alleen bepaalde atomen zijn geschikt voor hun creatie - die zijn onafhankelijk van externe invloeden, zoals velden van verschillende oorsprong (bijvoorbeeld magnetisch). Geschikte atomen zijn cesium, calcium, rubidium, etc. De primaire standaard is de overgang van het cesiumatoom. De rest wordt als secundair beschouwd en wordt vergeleken met cesium - de referentie.

Referentie nauwkeurigheid van de klok

Voor het referentiehorloge hebben we een tijdschaal ontwikkeld - AT. Dit apparaat heeft echter ook een bepaalde fout. Daarom wordt International Atomic Time - TAI gebruikt.Het wordt bepaald door de metingen van atoomklokken te vergelijken die in verschillende metrologische instellingen over de hele wereld zijn geïnstalleerd.

In totaal zijn er ongeveer 400 van dergelijke horloges. Alleen al door hun indicatoren te vergelijken, wordt de nauwkeurigheid van de referentieklok gecontroleerd. In de stad Sevres (Frankrijk) is het International Bureau of Weights and Measures (BIPM).

Het werd in 1875 opgericht als een instelling waar normen voor meeteenheden worden opgeslagen, metrologisch werk wordt verricht, onderzoek wordt uitgevoerd en het bestaan ​​van een uniform meetsysteem wordt gegarandeerd. Door regelmatig de prestaties van atoomklokken te vergelijken met die van de referentie, analyseren de bureauspecialisten de gegevens en corrigeren ze indien nodig de metingen.

Er bestaat ook zoiets als een gecoördineerde universele tijd - UTC. Het is door deze standaard dat horloges wereldwijd worden gereguleerd. Het is gebaseerd op het TAI-meetsysteem, maar UTC wordt in het dagelijks leven als handiger beschouwd. Periodiek wordt de UTC-tijd 1-2 keer per jaar (30 juni of 31 december) aangepast door een seconde toe te voegen.

Interessant feit: Coördinatie van UTC-tijd vindt plaats in overeenstemming met de universele tijd (UT), die rechtstreeks verband houdt met de rotatie van de aarde om zijn as. Aangezien onze planeet geleidelijk aan langzamer begint te draaien (als gevolg van de opwarming van de aarde), zal het in de toekomst nodig zijn om UTC vaker te wijzigen.

De maatstaf voor tijd is TAI. De referentieklok is opgeslagen in een speciaal internationaal bureau voor gewichten en maten, dat zich in Frankrijk bevindt.Hun metingen worden regelmatig vergeleken met honderden andere atoomklokken op verschillende metrologische stations. Op basis van de ontvangen gegevens worden indien nodig correcties aangebracht.