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原子鐘是什么

來(lái)源： | 發(fā)布日期：2022-01-19

什么是原子鐘？原子鐘是利用原子和離子的能級(jí)差作為基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)校準(zhǔn)晶體振蕩器或激光器的頻率，從而輸出標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)的裝置。原子鐘工作原理是利用原子能級(jí)跳躍吸收或釋放時(shí)發(fā)出的電磁波作為振動(dòng)頻率進(jìn)行計(jì)時(shí)。由于電磁波的頻率非常穩(wěn)定，再加上一系列精密儀器的控制，原子鐘的計(jì)時(shí)可以非常準(zhǔn)確，可以達(dá)到幾千萬(wàn)年的一秒或更好的水平。目前常用的原子鐘可分為氯、鈮、氫、CPT四類原子鐘。

原子鐘是什么

根據(jù)原子鐘中的元素，主要分為氫原子鐘、氯原子鐘和銻原子鐘。e-10.目前是工程應(yīng)用廣泛的原子鐘；銻鐘可達(dá)1e-12量級(jí)，氫原子鐘的精度誤差每天只能改變10億分之一秒，通常主要用于實(shí)驗(yàn)室和衛(wèi)星。根據(jù)原子鐘裝置技術(shù)，原子鐘還包括：冷原子噴泉鐘、原子光鐘、CPT原子鐘(相CPT原子鐘符合小型化趨勢(shì)，是未來(lái)有前途的原子鐘。NIST研制的CPT原子鐘的物理部分甚至比一粒米小，CPT原子鐘被認(rèn)為可以集成在芯片上，也稱為芯片級(jí)原子鐘(CSCA，chipscaleatomicclock)，一般可達(dá)1e-精度超過(guò)10量級(jí)，穩(wěn)定性好。

人們通常使用的時(shí)鐘每年誤差約1分鐘，這對(duì)日常生活沒(méi)有影響，但需要更準(zhǔn)確的生產(chǎn)和科研計(jì)時(shí)工具。目前，世界上準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)工具是出現(xiàn)在20世紀(jì)50年代的原子鐘。原子鐘的精度每2000萬(wàn)年只有1秒。這為天文學(xué)、航海和宇宙航行提供了強(qiáng)有力的保證。

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