時間，是表征物質(zhì)運動的最基本物理量，它以完美的線性和連續(xù)性展示著客觀世界的變化。鐘，是人類為了精準(zhǔn)度量時間而發(fā)明的儀器，從日晷、沙漏、水鐘、機械鐘、石英鐘、再到原子鐘，鐘的發(fā)展，體現(xiàn)著人類在探索自然奧妙過程中所展現(xiàn)出來的超高智慧。
無論鐘以何種形態(tài)呈現(xiàn)，它都是以物體在特定條件下的振蕩頻率來刻畫時間的長短。例如單擺，如果擺動一次是一秒，擺動100次就是100秒。
那么，迄今為止人們都用過什么樣的鐘表？它們的準(zhǔn)確度又是怎樣的？
從石英鐘到原子鐘：計時方式的精準(zhǔn)化;
人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)石英晶體受到電池的電力影響時，就會產(chǎn)生規(guī)律的振動，每振動2.3萬次，就會是1秒，這就有了石英鐘。目前，最好的石英鐘，每天的計時能精準(zhǔn)到十萬分之一秒，也就是經(jīng)過差不多270年才差1秒。
由于人們總想把時間計得更準(zhǔn)，如何將振蕩頻率記得更準(zhǔn)，以及如何將1秒劃分得更精細，成為了時鐘技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)。于是具有更高精度的原子鐘開始出現(xiàn)。
量子物理發(fā)現(xiàn)，原子內(nèi)部存在著一些分立的能態(tài)，當(dāng)原子中電子從一個能態(tài)“掉落”到低能態(tài)時，它便會釋放電磁波。這種電磁波的特征頻率對應(yīng)了分立能態(tài)之間的能量差，理想情況下是固定不變的，又稱為原子的固有共振頻率。因此，科學(xué)家們利用原子中電子能級躍遷時的共振頻率作為精確的時間標(biāo)準(zhǔn)，這就是所謂的原子鐘。原子鐘說到底就是利用原子中電子軌道做的原子單擺。
在1963年召開的第13屆國際計量大會上，科學(xué)家們給1秒鐘時間的長短下了定義，即銫原子Cs-133基態(tài)的兩個超精細能級間躍遷輻射振蕩9192631770周所持續(xù)的時間為1秒。這個標(biāo)準(zhǔn)一直沿用至今。目前銫原子鐘的計時精度已達到3千萬年不差1秒，是國際計量局用以維持標(biāo)準(zhǔn)時間的主要基準(zhǔn)鐘。
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