Čas je abstraktní pojem, se kterým každý člověk obchoduje denně. Ale přemýšlel někdo o tom, odkud čas plyne? Kdo přesně určuje, kolik je hodin? Existuje určitý standard času, který je orientován po celém světě.
Co je to referenční čas?
Časový standard je vědecká jednotka času, která je reprodukována primárním standardem s nejvyšší možnou přesností. Referenční jednotkou času je sekunda. Druhý a hertz jsou standardní jednotky času a frekvence.
Vědci museli překonat několik obtíží, aby vybrali nejpřesnější konstantní jednotku měření. Zpočátku byl čas měřen na základě rotace planety kolem osy. Ukázalo se však, že přílivy mohou ovlivnit dobu slunečného dne.
V další fázi se pro měření začal používat tropický rok (od jedné rovnodennosti k druhé). Přesnost výsledků se zvýšila - druhý odpovídal 1/31556925 9447 tropického roku. Na základě těchto studií vědci vymysleli kyvadlové a křemenné hodinky.
V budoucnu byla potřeba nových metod měření, protože křemenné hodinky byly přesnější než přirozený standard. Takže tam byl kvantový generátor, molekulární chronometr a v roce 1967 začali používat atomovou metodu pro výpočet referenční jednotky.
Díky němu bylo možné minimalizovat chybu při výpočtu referenční sekundy.S příchodem této metody začal druhý odpovídat oscilaci elektromagnetického záření 9 192 631 770, ke kterému dochází během přechodu mezi dvěma úrovněmi hyperjemné struktury atomu cesia-133.
Zajímavý fakt: V různých zemích byla zřízena národní centra pro studium standardů měření. V Rusku je to All-ruský výzkumný ústav fyzikálních, technických a radiotechnických měření.
Atomové hodiny
Referenční atomové hodiny určují čas pomocí vibrací spojených s procesy na molekulární a atomové úrovni. Podstatou jejich práce je to, že atomy za určitých podmínek emitují elektromagnetické vlny stejné frekvence. Jako obecně uznávaný standard je vybrán atom cesia-133.
Zařízení má významnou roli v navigaci, protože bez něj by nebylo možné zjistit polohu vozidel, raket a také použít satelitní komunikaci. Skládají se z diskriminátoru, generátoru a elektronického komplexu.
K jejich vytvoření jsou vhodné pouze určité atomy - ty, které jsou nezávislé na vnějších vlivech, jako jsou pole různého původu (například magnetická). Vhodnými atomy jsou cesium, vápník, rubidium atd. Primárním standardem je přechod atomu cesia. Zbytek se považuje za sekundární a porovnává se s cesiem - referenční.
Přesnost referenčních hodin
Pro referenční hodinky jsme vyvinuli časový rozsah - AT. Toto zařízení má však také určitou chybu. Proto se používá mezinárodní atomový čas - TAI.Je určeno porovnáním odečtů atomových hodin, které jsou instalovány v různých metrologických institucích po celém světě.
Celkem existuje asi 400 takových hodinek. Pouhým porovnáním jejich indikátorů se kontroluje přesnost referenčních hodin. Ve městě Sevres (Francie) je Mezinárodní úřad pro váhy a míry (BIPM).
Byla založena v roce 1875 jako instituce, kde jsou uloženy standardy měřících jednotek, provádí se metrologická práce, provádí se výzkum a je zajištěna existence jednotného měřícího systému. Pravidelným porovnáváním výkonu atomových hodin s referenčními hodináři odborníci úřadu analyzují data a v případě potřeby provádějí korekce hodnot.
Existuje také něco jako koordinovaný univerzální čas - UTC. Podle této normy jsou hodinky celosvětově regulovány. Je založen na měřicím systému TAI, ale UTC je považován za pohodlnější v každodenním životě. Čas UTC se pravidelně upravuje 1-2krát ročně (30. června nebo 31. prosince) přidáním jedné sekundy.
Zajímavý fakt: Koordinace UTC času probíhá v souladu s univerzálním časem (UT), který přímo souvisí s rotací Země kolem její osy. Protože se naše planeta postupně otáčí pomaleji (v důsledku globálního oteplování), bude v budoucnu nutné UTC častěji upravovat.
Standardem pro čas je TAI. Referenční hodiny jsou uloženy ve zvláštním mezinárodním úřadu pro váhy a míry, který se nachází ve Francii.Jejich hodnoty jsou pravidelně porovnávány s několika stovkami dalších atomových hodin na různých metrologických stanicích. Na základě obdržených údajů jsou v případě potřeby provedeny opravy.
