基本介紹
時間頻率原始標準應具有恆定不變性,可分為巨觀標準和微觀標準。巨觀標準:基於天文觀測;微觀標準:基於量子電子學,更穩定更準確。世界時(UT,Universal Time):以地球自轉周期(1天)確定的時間,即1/(24×60×60)=1/86400為1秒。其誤差約為10^-7量級。
曆書時(ET):以地球繞太陽公轉為標準,即公轉周期(1年)的31 556 925.9747分之一為1秒。參考點為1900年1月1日0時(國際天文學會定義)。準確度達1×10^-9 。於1960年第11屆國際計量大會接受為“秒”的標準。
原子時標的定義:1967年10月,第13屆國際計量大會正式通過了秒的新定義:“秒是Cs133原子基態的兩個超精細結構能級之間躍遷頻率相應的射線束持續9,192,631,770個周期的時間”。1972年起實行,為全世界所接受。秒的定義由天文實物標準過渡到原子自然標準,準確度提高了4~5個量級,達5×10^-14(相當於62萬年±1秒),並仍在提高。
相關定義
時間是物理學中的七個基本物理量之一,符號t。在國際單位制(SI)中,時間的基本單位是秒,符號s,在1967年召開的第13屆國際度量衡大會對秒的定義是:銫-133的原子基態的兩個超精細能階間躍遷對應輻射的9,192,631,770個周期的持續時間。這個定義提到的銫原子必須在絕對零度時是靜止的,而且在地面上的環境是零磁場。在這樣的情況下被定義的秒,與天文學上的曆書時所定義的秒是等效的。生活中常用的時間單位還有:毫秒ms、分min、小時h、日(天)d、周、月、年等。
頻率,是單位時間內完成周期性變化的次數,是描述周期運動頻繁程度的量,常用符號f或u表示,單位為秒分之一。為了紀念德國物理學家赫茲的貢獻,人們把頻率的單位命名為赫茲,簡稱“赫”。每個物體都有由它本身性質決定的與振幅無關的頻率,叫做固有頻率。頻率概念不僅在力學、聲學中套用,在電磁學和無線電技術中也常用。
時間與頻率互成倒數關係。
2.1時間標準
時間標準是一種計量時間的規範:時間流逝的速度或者時間點,或兩者都是。如今,幾種原本只是慣例和習慣做法的時間規範已經被公認為標準。被用作一個時間標尺是一種時間標準的套用實例,它規定了用於測量時間劃分的方法。民間時間的標準可以同時定義時間間隔與日時間。
2.2頻率標準
由於時間與頻率互為倒數關係,所以頻率標準可以由時間標準導出。