原子時計は、原子によって放出される電磁放射の頻度を測定することにより機能します。この放射の周波数は、原子のエネルギーレベルによって決定され、非常に安定しています。これは、原子時計が非常に正確に時間を維持できることを意味します。
最初の原子時計は、1949年に国立標準局（NBS）によって建設されました。この時計は、セシウム原子の振動を使用して時間を測定しました。セシウム原子は非常に安定したエネルギーレベルを持っているため、原子時計での使用に最適です。
最初の原子時計の開発以来、この技術には多くの改善がありました。原子時計は、過去よりもはるかに小さく、より正確になっています。また、ナビゲーション、通信、科学研究など、さまざまなアプリケーションでも使用されています。
これは、原子時計の仕組みのより詳細な説明を示します。
1。原子は、より高いエネルギーレベルに興奮しています。 これは、原子の光の梁を照らすことによって行われます。光には、原子の固有周波数に近い周波数があります。これにより、原子が光を吸収し、より高いエネルギーレベルに移動します。
2。原子は、より低いエネルギーレベルに戻ると光を放出します。 この光の周波数は、吸収された光の周波数と同じです。この光は、フォトセクターによって検出されます。
3。光の周波数が測定されます。 光の周波数はカウンターによって測定されます。このカウンターは、特定の時間で検出される光波の数を数えます。
4。時間が計算されます。 時間は、光波の数を光の周波数で割ることによって計算されます。これにより、原子がより高いエネルギーレベルに興奮して以来、経過した時間が得られます。
原子から放出される光の周波数は非常に安定しているため、原子時計は非常に正確です。これは、原子時計が非常に正確に時間を維持できることを意味します。原子時計は、他のクロックを較正し、通信ネットワークを同期するために使用されます。また、科学研究では、宇宙が拡大している速度を測定するために使用されます。
