Laiks ir abstrakts jēdziens, ar kuru katrs cilvēks nodarbojas katru dienu. Bet vai kāds domāja, no kurienes nāk laiks? Kas precīzi nosaka, kurā laikā tas ir? Ir noteikts laika standarts, kas ir orientēts uz visu pasauli.
Kas ir laika atskaite?
Laika standarts ir zinātniska laika vienība, kuru primārais standarts reproducē ar vislielāko iespējamo precizitāti. Laika atsauces vienība ir otra. Otrā un hercs ir standarta laika un frekvences vienības.
Zinātniekiem bija jāpārvar vairākas grūtības, lai izdalītu precīzāko pastāvīgo mērvienību. Sākumā laiks tika mērīts, pamatojoties uz planētas rotāciju ap asi. Tomēr izrādījās, ka plūdmaiņas var ietekmēt saulainas dienas ilgumu.
Nākamajā posmā mērījumiem sāka izmantot tropisko gadu (no viena ekvinokcijas uz otru). Rezultātu precizitāte palielinājās - otrais atbilda tropu gada 1 / 31556925,9447. Šo pētījumu vadībā zinātnieki izgudroja svārsta un kvarca pulksteņus.
Nākotnē bija vajadzība pēc jaunām mērīšanas metodēm, jo kvarca pulksteņi bija precīzāki nekā dabiskais standarts. Tātad bija kvantu ģenerators, molekulārais hronometrs, un 1967. gadā viņi sāka izmantot atomu metodi atsauces vienības aprēķināšanai.
Pateicoties viņam, bija iespējams samazināt kļūdu, aprēķinot atsauces sekundi.Ar šīs metodes parādīšanos otrais sāka atbilst 9 192 631 770 elektromagnētiskā starojuma svārstībām, kas notiek pārejā starp cēzija-133 atoma hiperfinans struktūras 2 līmeņiem.
Interesants fakts: Dažādās valstīs ir izveidoti nacionālie centri, lai izpētītu mērīšanas standartus. Krievijā tas ir Viskrievijas Fizikālo, tehnisko un radiotehnisko mērījumu institūts.
Atomu pulkstenis
Atsauces atomu pulkstenis nosaka laiku, izmantojot vibrācijas, kas saistītas ar procesiem molekulārajā un atomu līmenī. Viņu darba būtība ir tāda, ka atomi noteiktos apstākļos izstaro elektromagnētiskos viļņus ar vienādu frekvenci. Par vispārpieņemto standartu ir izvēlēts cēzija-133 atoms.
Ierīcei ir nopietna loma navigācijā, jo bez tās nebūtu iespējams noteikt transportlīdzekļu atrašanās vietu, raķetes un izmantot arī satelīta sakarus. Tie sastāv no diskriminētāja, ģeneratora un elektronikas kompleksa.
To izveidošanai ir piemēroti tikai noteikti atomi - tie, kas ir neatkarīgi no ārējās ietekmes, piemēram, dažādas izcelsmes lauki (piemēram, magnētiski). Piemēroti atomi ir cēzijs, kalcijs, rubidijs utt. Primārais standarts ir cēzija atoma pāreja. Pārējos uzskata par sekundāriem un salīdzina ar cēziju - atsauci.
Atskaites pulksteņa precizitāte
Atsauces sardzei mēs izstrādājām laika skalu - AT. Tomēr arī šai ierīcei ir noteikta kļūda. Tāpēc tiek izmantots Starptautiskais atomenerģijas laiks - TAI.To nosaka, salīdzinot atomu pulksteņu rādījumus, kas tiek uzstādīti dažādās metroloģiskajās institūcijās visā pasaulē.
Kopumā ir aptuveni 400 šādu pulksteņu. Vienkārši salīdzinot to rādītājus, tiek pārbaudīta atsauces pulksteņa precizitāte. Sevresas pilsētā (Francija) ir Starptautiskais Svaru un mēru birojs (BIPM).
Tā tika dibināta 1875. gadā kā iestāde, kur glabājas mērvienību standarti, tiek veikts metroloģiskais darbs, veikti pētījumi un tiek nodrošināta vienotas mērīšanas sistēmas esamība. Regulāri salīdzinot atomu pulksteņu veiktspēju ar atsauces pulksteņiem, biroja speciālisti analizē datus un, ja nepieciešams, labojumus nolasījumos.
Pastāv arī tāda lieta kā koordinētais universālais laiks - UTC. Tieši ar šo standartu pulksteņi tiek regulēti visā pasaulē. Tas ir balstīts uz TAI mērīšanas sistēmu, bet UTC tiek uzskatīts par ērtāku ikdienas dzīvē. Periodiski UTC laiks tiek koriģēts 1-2 reizes gadā (30. jūnijā vai 31. decembrī), pievienojot vienu sekundi.
Interesants fakts: UTC laika koordinācija notiek saskaņā ar universālo laiku (UT), kas ir tieši saistīts ar Zemes rotāciju ap savu asi. Tā kā mūsu planēta pamazām sāk griezties lēnāk (globālās sasilšanas dēļ), nākotnē būs nepieciešams biežāk grozīt UTC.
Laika etalons ir TAI. Atskaites pulkstenis tiek glabāts īpašā Starptautiskajā svaru un mēru birojā, kas atrodas Francijā.Viņu rādījumus regulāri salīdzina ar vairākiem simtiem citu atomu pulksteņu dažādās metroloģiskajās stacijās. Balstoties uz saņemtajiem datiem, vajadzības gadījumā tiek veiktas korekcijas.
