㈠ 目前最精度最高的計時儀器是什麼
目前,精度最高的計時儀器是銫原子鍾
原子鍾是利用原子吸收或釋放能量時發出的電磁波來計時的。由於這種電磁波非常穩定,再加上利用一系列精密的儀器進行控制,原子鍾的計時就可以非常准確了。現在用在原子鍾里的元素有氫(Hydrogen)、銫(Cesium)、銣(rubidium)等。原子鍾的精度可以達到每2000萬年才誤差1秒。
㈡ 精度最高的計時儀器是什麼
精確度最高的計時工具是原子鍾,目前世界上最准確的原子鍾一百萬年積累起來的誤差。
根據原子物理學的基本原理,原子是按照不同電子排列順序的能量差,也就是圍繞在原子核周圍不同電子層的能量差,來吸收或釋放電磁能量的。這里電磁能量是不連續的。當原子從一個「能量態」躍遷至低的「能量態」時,它便會釋放電磁波。
這種電磁波特徵頻率是不連續的,這也就是人們所說的共振頻率。同一種原子的共振頻率是一定的—例如銫133的共振頻率為9 192 631 770Hz。因此銫原子便用作一種節拍器來保持高度精確的時間。
中國古代的計時的儀器和工具
一、圭表
又稱,日晷,日規。圭表中的「表」是一根垂直立在地面的標竿或石柱;「圭」是從表的跟腳上以水平位置伸向北方的一條石板。每當太陽轉到正南方向的時候,表影就落在圭面上。量出表影的長度,就可以推算出冬至、夏至等各節氣的時刻。表影最長的時候,冬至到了;表影最短的時候,夏至來臨了。它是我國創制最古老、使用最熟悉的一種天文儀器。
二、刻漏
又稱漏刻、漏壺。漏壺主要有泄水型和受水型兩類。早期的刻漏多為泄水型。水從漏壺底部側面流泄,格叉和關舌又上升,使浮在漏壺水面上的漏箭隨水面下降,由漏箭上的刻度指示時間。後來創造出受水型,水從漏壺以恆定的流量注入受水壺,浮在受水壺水面上的漏箭隨水面上升指示時間,提高了計時精度。
㈢ 目前精度最高的計時器是
你好,目前精度最高的計時儀器是「原子鍾」。原子鍾是一種高精度計時裝置,精度可以達到每2000萬年才誤差1秒,它最初本是由物理學家創造出來用於探索宇宙本質的;他們從來沒有想過這項技術有朝一日竟能應用於全球的導航系統上原子鍾在1950年代剛剛被製造出來時,它的精準度就讓人類的想像力大吃一驚:大約每2000萬年才會差1秒。
今天最新最準的原子鍾,160億年才差一秒!
這與傳統鍾錶行業的「精準」完全不是一個概念,當然使用需求也完全不一樣,無法進行對比。因為原子鍾的特殊性,至今未能民用,更不要說成為戴在手上的腕錶了。
所以原子鍾純粹是一個離我們相對遙遠的特別的、高冷的、科學研究性質計時器的存在。
可以戴在手上計時的腕錶,最準的是什麼表?
大家可能會想到最新最常見的智能腕錶,甚至會說:今天我們根本不需要腕錶,手機的計時能永遠精準無誤。
但是,無論是智能表、光波表、衛星對時表,這些能夠實現超級精準的腕錶,都必須藉助外來計時進行實時授時並接收,才能實現它的精準,這些腕錶本身並不具備超級的精準計時能力。
今天戴在手上的腕錶,能夠以「自己的本事」精準計時的,主要就是機械表和石英錶。機械表通過幾百年的漫長發展,從曾經每日誤差半小時一小時也算正常,到今天無比精準,靠不斷精益求精的精密製造和高水準人手調教,實現和達到人類機械腕錶精準的極限。石英錶靠遠遠超越機械表振頻的穩定而高頻的石英諧振實現精準,通常一枚普通的石英錶也比最高級的機械表要精準。僅供參考
㈣ 精度最高的計時儀器是什麼
原子鍾。
原子鍾,是一種計時裝置,精度可以達到每2000萬年才誤差1秒,它最初本是由物理學家創造出來用於探索宇宙本質的;他們從來沒有想過這項技術有朝一日竟能應用於全球的導航系統上。
原子鍾是利用原子吸收或釋放能量時發出的電磁波來計時的。由於這種電磁波非常穩定,再加上利用一系列精密的儀器進行控制,原子鍾的計時就可以非常准確了。
現在用在原子鍾里的元素有氫(Hydrogen)、銫(Cesium)、銣(Rubidium)等。原子鍾的精度可以達到每2000萬年才誤差1秒。這為天文、航海、宇宙航行提供了強有力的保障。
工作原理
每一個原子都有自己的特徵振動頻率。人們最熟悉的振動頻率現象就是當食鹽被噴灑到火焰上時食鹽中的元素鈉所發出的桔紅色的光。一個原子具有多種振動頻率,一些位於無線電波波段,一些位於可見光波段,而另一些則處在兩者之間。
銫133則被普遍地選用作原子鍾。將銫原子共振子置於原子鍾內,需要測量其中一種的躍遷頻率。通常是採用鎖定晶體振盪器到銫原子的主要微波諧振來實現。這一信號處於無線電的微波頻譜范圍內,並恰巧與廣播衛星的發射頻率相似,因此工程師們對製造這一頻譜的儀器十分在行。
為了製造原子鍾,銫原子會被加熱至汽化,並通過一個真空管。在這一過程中,首先銫原子氣要通過一個用來選擇合適的能量狀態原子的磁場,然後通過一個強烈的微波場。微波能量的頻率在一個很窄的頻率范圍內震盪,以使得在每一個循環中一些頻率點可以達到9,192,631,770Hz。
精確的晶體振盪器所產生的微波的頻率范圍已經接近於這一精確頻率。當一個銫原子接收到正確頻率的微波能量時,能量狀態將會發生相應改變。
在更遠的真空管的盡頭,另一個磁場將那些由於微波場在正確的頻率上而已經改變能量狀態的銫原子分離出來。在真空管盡頭的探測器將打擊在其上的銫原子呈比例的顯示出,並在處在正確頻率的微波場處呈現峰值。
這一峰值被用來對產生的晶體振盪器作微小的修正,並使得微波場正好處在正確的頻率。這一鎖定的頻率被9,192,631,770除,得到常見的現實世界需要的每秒一個脈沖。
應用
一、全球導航衛星系統
美國空軍太空司令部運營的全球定位系統(GPS)提供了非常准確的定時和頻率信號。GPS接收器通過測量至少四個但通常更多的GPS衛星的信號的相對時間延遲來工作,每個GPS衛星至少有兩個車載銫和多達兩個atomic原子鍾。
俄羅斯航天集團運營的格洛納斯系統(GLONASS)提供了全球定位系統(GPS)系統的替代方案,並且是第二個在全球范圍內運行且具有相當精度的導航系統。
GLONASS時間(GLONASST)由GLONASS中央同步器生成,通常優於1000納秒。與GPS不同,GLONASS時標像UTC一樣實現閏秒精確。
伽利略定位系統是由操作歐洲導航衛星系統管理局(GNSS)和歐洲空間局和附近實現全面運行覆蓋全球。伽利略於2016年12月15日開始提供全球早期作戰能力(EOC),提供第三套,也是第一套非軍用的全球導航衛星系統,當時計劃在2019年達到完全作戰能力(FOC)。
北斗衛星導航系統北斗2/北斗-3是由中國國家航天局運營。2018年12月27日,北斗導航衛星系統開始提供據報道的20納秒定時精度的全球服務。
二、無線電發射機時間信號
無線電時鍾是由政府無線電的裝置通過接收的無線電接收器自動同步本身的時間信號。許多零售商將電子鍾作為原子鍾銷售不準確。
盡管它們接收到的無線電信號來自原子鍾,但它們本身並不是原子鍾。普通的低成本消費級接收機僅依靠幅度調制的時間信號,並使用帶有小型鐵氧體線圈天線的窄帶接收機(帶寬為10 Hz)以及具有非最佳數字信號處理延遲的電路,因此只能期望以±0.1秒的實際不確定性精度來確定秒的開始。
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㈤ 目前精度最高的計時儀器是
目前精確度最高的計時工具是原子鍾。
原子鍾的精度可以達到每2000萬年才誤差1秒,它最初本是由物理學家創造出來用於探索宇宙本質的;他們從來沒有想過這項技術有朝一日竟能應用於全球的導航系統上。
歷經數年的努力,三種原子鍾――銫原子鍾、氫微波激射器和銣原子鍾(它們的基本原理相同,區別在於元素的使用及能量變化的觀測手段),都已成功的應用於太空、衛星以及地面控制。迄今為止,在這三類中最精確的原子鍾是銫原子鍾,GPS衛星系統最終採用的就是銫原子鍾。
原子鍾的工作原理
根據原子物理學的基本原理,原子是按照不同電子排列順序的能量差,也就是圍繞在原子核周圍不同電子層的能量差,來吸收或釋放電磁能量的。這里電磁能量是不連續的。當原子從一個「能量態」躍遷至低的「能量態」時,它便會釋放電磁波。
這種電磁波特徵頻率是不連續的,這也就是人們所說的共振頻率。同一種原子的共振頻率是一定的—例如銫133的共振頻率為9 192 631 770Hz。因此銫原子便用作一種節拍器來保持高度精確的時間。