原 子 时  

  随着现代科学技术的发展,科学技术对于时间度量的要求越来越严格,石英钟已远远不能满足要求。

  比如:现代电子计算机每秒钟能运算几千万次,甚至几亿次、十几亿次,也就是说,在几千万分之一、几亿分之一甚至十几亿分之一秒内就要进行一次计算;再比如:钍同位素的半衰期是千万分之三秒;Ω超子的平均寿命是千万万分之十三秒。

  石英钟虽然能比较准确地度量时间,但要准确到万分之一或亿分之一是不可能的。这时就需要更精密的时钟来夺取这万分之一秒、亿分之一秒,那么这样的时钟到哪儿去寻找呢?

  科学家们想到了原子。在原子的微观世界里,电子和电子是一模一样的,由同种结构组成的额各个原子、各个分子也是完全一样的。重要的是,分子、原子和其他粒子都在旋转与振动,而且一个振动着的原子系统和分子系统不会因外界条件的变化而改变它的振动频率。

  原子和分子的振动系统是怎么回事呢?我们知道,原子里有原子核和电子等粒子,它们总是运动着。同一个原子可以因这些粒子运动的情况不同而处于不同的状态。就象小朋友在楼梯上蹦蹦跳跳,一会儿向上蹦两阶,一会儿又向下跳一阶,原子每跳上一级,必须吸收一定频率的电磁波;相反,每跳下一级就要自动向外辐射那一定的电磁波。

  由于级很严格,小原子跳级时吸收的电磁波的频率就是固定不变的,吸收不到那个频率的电磁波,它就不会向上跳;向下跳时的放出的电磁波的频率也是丝毫不差的。要是让小小的原子在那里跳来跳去,它就会不间断地发出很稳定的电磁波。根据这个原理,科学家造出了原子钟。

  1967年国际计量大会决定用铯原子钟导出的时间作为时间计量的标准,这就是“原子时”,它连续走上30万年,误差也只在1 秒内。目前已经研制出了精度很高的原子钟。通过全世界的协作,由许多实验室提供的原子钟组成的国际原子时,每天快慢不超出千万分之一秒,而且可以连续取得。现在原子时已经广泛应用到许多现代科学技术领域里,比比皆是的铯原子钟,随时可以观测,方便多了。