Tid är ett abstrakt koncept som varje person arbetar med dagligen. Men tänkte någon på var tiden kommer ifrån? Vem bestämmer exakt vilken tid det är? Det finns en viss tid som är orienterad runt om i världen.
Vad är en tidsreferens?
Tidsstandarden är en vetenskaplig tidsenhet som reproduceras av den primära standarden med största möjliga noggrannhet. Referensenheten för tiden är en sekund. Second and Hertz är standardenheterna för tid och frekvens.
Forskare var tvungna att övervinna flera svårigheter för att utesluta den mest exakta konstanta mätenheten. Ursprungligen mättes tiden baserat på planetens rotation runt axeln. Det visade sig dock att tidvattnet kan påverka varaktigheten på en solig dag.
I nästa steg började de använda det tropiska året för mätning (från en jämvikt till en annan). Resultatennas noggrannhet ökade - den andra motsvarade 1 / 31556925,9447 under det tropiska året. Vägledd av dessa studier uppfann forskare pendel- och kvartsur.
I framtiden fanns det behov av nya mätmetoder, eftersom kvartsur var mer exakta än den naturliga standarden. Så det fanns en kvantgenerator, en molekylär kronometer, och 1967 började de använda atommetoden för att beräkna referensenheten.
Tack vare honom var det möjligt att minimera felet vid beräkningen av referenssekunden.Med tillkomsten av denna metod började den andra att motsvara 9 192 631 770 svängningar av elektromagnetisk strålning som inträffar under övergången mellan de två nivåerna i den hyperfina strukturen i cesium-133-atomen.
Intressant fakta: Nationella centra har upprättats i olika länder för att studera mätstandarder. I Ryssland är detta All-Russian Research Institute of Physical, Technical and Radio Engineering Mätningar.
Atomklocka
En referensatomklocka bestämmer tid med hjälp av vibrationer associerade med processer på molekyl- och atomnivåer. Kärnan i deras arbete är att atomer under vissa förhållanden avger elektromagnetiska vågor med samma frekvens. Cesium-133-atomen väljs som den allmänt accepterade standarden.
Enheten spelar en allvarlig roll i navigeringen, eftersom utan det skulle det vara omöjligt att fastställa platsen för fordon, missiler och även använda satellitkommunikation. De består av en diskriminator, en generator och ett elektronikkomplex.
Endast vissa atomer är lämpliga för skapandet - de som är oberoende av yttre påverkan, till exempel fält med olika ursprung (till exempel magnetiska). Lämpliga atomer är cesium, kalcium, rubidium, etc. Den primära standarden är övergången till cesiumatomen. Resten betraktas som sekundära och jämförs med cesium - referensen.
Referensklocka noggrannhet
För referensuret utvecklade vi en tidsskala - AT. Men den här enheten har också ett visst fel. Därför används International Atomic Time - TAI.Det bestäms genom att jämföra avläsningarna av atomklockor, som installeras i olika metrologiska institutioner runt om i världen.
Totalt finns det cirka 400 sådana klockor. Bara genom att jämföra deras indikatorer, kontrolleras referensklockans noggrannhet. I staden Sevres (Frankrike) ligger Internationella byrån för vikter och åtgärder (BIPM).
Det grundades 1875 som en institution där standarder för mätenheter lagras, metrologiskt arbete, forskning bedrivs och förekomsten av ett enhetligt mätsystem säkerställs. Genom att jämföra prestandan hos atomklockor med referenslägena regelbundet analyserar byråspecialisterna uppgifterna och gör vid behov korrigeringar av avläsningarna.
Det finns också något som samordnad universell tid - UTC. Det är enligt denna standard som klockor regleras över hela världen. Det är baserat på TAI-mätsystemet, men UTC anses vara mer praktiskt i vardagen. Periodvis justeras UTC-tiden 1-2 gånger per år (30 juni eller 31 december) genom att lägga till en sekund.
Intressant fakta: Samordning av UTC-tiden sker i enlighet med universell tid (UT), som är direkt relaterad till jordens rotation runt dess axel. Eftersom vår planet gradvis börjar rotera långsammare (på grund av den globala uppvärmningen) kommer det i framtiden att vara nödvändigt att ändra UTC oftare.
Riktmärke för tid är TAI. Referensklockan lagras i ett speciellt internationellt byrå för vikter och åtgärder, som finns i Frankrike.Deras läsningar jämförs regelbundet med flera hundra andra atomklockor vid olika metrologiska stationer. Baserat på de mottagna uppgifterna görs vid behov korrigeringar.
