原子時計は、測定時間の参照として、原子の天然振動、特にセシウム-133原子を使用する非常に正確な時計です。原子共鳴の原理に基づいて動作します。
原子時計の動作原理：
1。セシウム原子：
原子時計は、セシウム-133原子の遷移周波数を使用します。セシウム原子は、非常に安定した正確な周波数振動を示すため、選択されます。
2。マイクロ波放射：
時計装置には、セシウム原子を含むマイクロ波空洞が含まれています。特定の周波数のマイクロ波が空洞を通過します。
3。原子共鳴：
マイクロ波の周波数がセシウム-133原子の自然共振周波数（秒あたり約9,192,631,770サイクル）と一致する場合、原子はエネルギーとより高いエネルギー状態からより高いエネルギー状態への移行を吸収します。
4。周波数測定：
この遷移を引き起こすマイクロ波放射の周波数は、電子回路を使用して正確に測定され、参照周波数と比較されます。
5。周波数標準：
国際ユニットシステム（SI）は、この特定のセシウム133遷移の9,192,631,770サイクルの期間として1秒を定義しています。この確立された標準により、原子時計が非常に正確な時間を保つことが保証されます。
6。原子時計同期：
原子時計は、GPS（グローバルポジショニングシステム）衛星または特殊な通信ネットワークを含むさまざまな方法で送信される信号を介して互いに同期することができます。
原子時計の顕著な精度により、科学的研究、ナビゲーション、通信システム、および正確なタイムキーピングが不可欠なその他のアプリケーションにおいてそれらが重要になりました。
