先将铯原子加热成气体,并让其穿过一个小孔变成铯原子束,然后再穿过一块特定的磁铁,处于不同轨道的原子就会发生不同角度的偏转。
这时,用一束九点二吉赫兹的微波去照射这些原子,让某一特定角度偏转的原子实现轨道跳变,最后再通过一个特定方向的磁铁,让发生跳变的这一部分原子刚好穿过另外一个小孔,并用传感器去探测这一部分原子的数目,将其转换成电信号,反馈回去控制微波源的频率,得到稳定频率的微波信号。
有了这些稳定频率的微波信号后,人们可通过电磁学手段,将其转变成标准频率,供科研、通信、工业等领域使用。
也可利用电磁学手段,将这个频率信号转换成一系列间隔为一秒的脉冲信号,进而变为我们熟悉的时间信号“时、分、秒”进行输出。这样,我们就拥有了一台原子钟。
随着激光等技术手段的不断成熟,除了传统的铷钟、氢钟、铯钟之外,还涌现出离子钟、冷原子喷泉钟、光钟等新型原子钟,精确度指标也在不断刷新。目前,最好的光钟精确度指标已进入十到十九量级。
虽然原子钟听起来高深莫测的原子钟,其实离人们的生活并不遥远,已融入我们的生活中。
因为除了定位导航外,原子钟还被应用到全世界的时间保持和授时服务上。
比如,我们所熟知的苝惊时间,就是整个蓝星一百五十多台原子钟共同守时并加权平均后的结果。
各种物理学常数的测定,还有电力系统、通信系统,也都离不开高精度的原子钟。
否则,电网调节时间出现偏差,可能会导致电机故障,更加严重的甚至能让电网崩溃,而各地交通体系时间有差异,可能会造成交通事故,以至于人员伤亡。
(本章完)
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