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アトミックウォッチはどのように機能しますか?

原子時計は、原子の自然な共鳴周波数を使用して時間を測定する非常に正確なタイムキーピングデバイスです。これらがどのように機能するかの内訳は次のとおりです。

1。原子共鳴:

* cesium-133原子: ほとんどの原子時計は、共鳴周波数が非常に安定して予測可能であるため、セシウム-133原子を使用しています。

* マイクロ波放射: クロックは、特定の周波数でマイクロ波放射を放出します。この放射線はセシウム原子と相互作用し、エネルギーレベル間の移行を引き起こします。

* 共鳴: マイクロ波放射の周波数がセシウム原子の固有周波数と一致すると、原子が「共鳴」します。この共鳴は非常に正確であり、信じられないほどの精度で測定できます。

2。測定時間:

* 周波数比較: クロックは、特定の数のセシウム133原子が共鳴するまでの時間を測定します。

* タイムキーピング: この測定された時間間隔は、秒を定義するために使用されます。秒の定義は、その共鳴中のセシウム-133原子の振動の数に基づいています。

3。フィードバックメカニズム:

* 正確な制御: クロックは、放出されたマイクロ波周波数を常にセシウム原子の共振周波数と比較します。

* 調整: マイクロ波放射の周波数が共振周波数から逸脱する場合、クロックはオシレーターを自動的に調整して正しい時間を維持します。

4。主な利点:

* 比類のない精度: アトミッククロックは、これまでに作成された最も正確なタイムキーピングデバイスであり、数百万年にわたって秒の画分でエラーが測定されます。

* 安定性: セシウム原子の共振周波数は非常に安定しており、温度や圧力などの外部因子の影響を受けません。

* アプリケーション: 原子時計は、次のような幅広いアプリケーションで使用されます。

* ナビゲーション(GPS)

* 通信

* 科学研究

* タイムキーピング基準

簡単に言えば:

原子時計は、原子の非常に正確で安定した振動を使用して時間を維持します。特定の数の原子が振動するのにかかる時間を測定し、この情報を使用して秒を定義します。クロックは常に調整され、維持される時間ができるだけ正確であることを確認します。

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