Цезийн атомын чичиргээ. Атомын цагийг хэмжих хэрэгслийн гадаад төрх байдлын товч түүх

МОСКВА, 10-р сарын 27 - РИА Новости, Ольга Коленцова.Цаг гэж юу вэ? Шинжлэх ухааны уран зөгнөлт киноны найруулагч нар энэ нь таныг хөдөлж болох нэг төрлийн хэмжээс гэж үздэг. Бодит ертөнцөд цаг хугацаа нь орон зай дахь объектуудын байрлалаар тодорхойлогддог. Онолын хувьд, хэрэв бид Орчлон ертөнцийн бөөмс бүрийг тодорхой агшинд байсан байдал, байрлалд нь буцааж өгч чадвал бид цаг хугацаагаар аялах болно.

Тиймээс одоохондоо бидний мэдлэг дэлхий дээр болж буй механик өөрчлөлтүүдээс хамааран цаг хугацааг тодорхойлох боломжтой болсон. Жишээлбэл, нэг бүрэн эргэлтДэлхийг тэнхлэгээ тойрсон өдрийг өдрөөр, нарны эргэн тойронд - жилээр тодорхойлдог. Гэхдээ хүмүүс өдрийг цаг, минут, секунд гэх мэт жижиг, тодорхой тодорхойлогдсон сегментүүдэд хуваах шаардлагатай байдаг.

Эдгээр нэгжийг тоолохын тулд хүмүүс гарч ирэв тусгай төхөөрөмж- үзэх. Тэдний түүх олон зуун жил үргэлжилдэг бөгөөд технологийн дагуу цаг хугацааны хэмжилтийн нарийвчлалд тавигдах шаардлага улам бүр нэмэгдсээр байна. Хэрэв бид өдөр тутмын амьдралдаа механик болон бусадтай сайн харьцдаг бол электрон цаг, тэгвэл шинжлэх ухаан илүү нарийвчлалтай багаж хэрэгслийг шаарддаг.

Цагийг тооцоолох үндэс нь тодорхой хугацааны дараа объект анхны төлөвтөө буцаж ирэхэд давтагдах тодорхой үйл явдал юм. Жишээлбэл, механик цагны араа нь эргэлддэг (эсвэл дүүжин дүүжин), элсэн цагны цагт бүх элсний ширхэгүүд савны ёроолд унах мөч ирдэг.

Мэдээжийн хэрэг, орчин үеийн цахим болон механик цагөмнөхөөсөө хамаагүй илүү нарийвчлалтай - ус, элс, нар. Гэхдээ зарим газар бүр илүү нарийн механизм шаарддаг. Мөн хүмүүс атомын дотор болж буй үйл явцын үндсэн дээр ажилладаг цагийг бүтээжээ.

Та бүхний мэдэж байгаагаар атом нь цөм ба электрон үүлнээс бүрддэг. Электронууд янз бүрийн энергийн түвшинд байрладаг. Электрон цөмөөс хэдий чинээ хол байна төдий чинээ их энергитэй байдаг. Хүчтэй боловч сунадаг оосортой ган дам нуруунд уясан нохойг төсөөлөөд үз дээ. Тэр холдохыг хүсэх тусам оосорыг чангалах хэрэгтэй. Мэдээжийн хэрэг, хүчтэй, том нохой нь жижиг, сул дорой нохойноос цааш явах боломжтой болно.

© AP Photo/Focke Strangmann

© AP Photo/Focke Strangmann

Доод түвшинд шилжих үед электрон энерги ялгаруулж, илүү өндөр түвшинд шилжих үед өндөр түвшин- шингээнэ. "Үсрэх" электронуудыг ашиглан удирдаж болно цахилгаан соронзон цацрагэрчим хүчний эх үүсвэр болох . Цацраг нь тодорхой давтамжтай байдаг. Энэ утга нь хэлбэлзлийн үеийн урвуу утга, өөрөөр хэлбэл "хаалттай" хөдөлгөөн хийж буй объект анхны төлөвтөө буцаж ирэхэд шаардагдах хугацаа юм.

Атомын цаг нь кальци, устөрөгч, тулий, стронций, рубидий, торий, иод, метан, ихэвчлэн цезийг ашигладаг. Цезий-133-д суурилсан атомын цаг нэгээс шилжих үед электронууд эрчим хүчний түвшиннөгөө нь 9,192,631,770 Гц давтамжтай цахилгаан соронзон цацраг ялгаруулдаг. Энэ байгалийн цагийн секунд нь яг ийм тооны интервалд хуваагддаг. 1967 онд Жин, хэмжүүрийн ерөнхий бага хурлаар албан ёсоор батлагдсан тодорхойлолтын дагуу цезий-133 атомыг цагийг хэмжих стандарт гэж хүлээн зөвшөөрсөн. Хоёрдахь нарийвчлал нь бусад үндсэн нэгжүүдийн үнэн зөвийг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүнүүдцаг хугацааны явцад тодорхойлогддог вольт эсвэл ватт зэрэг .


Хэт нарийвчлалтай цаг нь дараах байдлаар ажилладаг: Цезий-133 халааж, зарим атомууд үндсэн бодисыг орхиж, дараа нь соронзон орон дундуур дамждаг бөгөөд энэ нь хүссэн энергийн төлөвтэй атомуудыг арилгадаг. Цезий-133 дахь электрон нэг түвшнээс нөгөөд шилжих үед сонгосон атомууд нь цахилгаан соронзон цацрагийн давтамжтай ойролцоо давтамжтай соронзон орны дундуур дамждаг. Талбайн нөлөөн дор атомууд энергийн төлөвийг өөрчилж, шаардлагатай үед тухайн мөчийг бүртгэдэг детектор дээр унадаг эрчим хүчний төлөвбайх болно хамгийн их тооатомууд. Дараа нь давтамжийн утга цахилгаан соронзон орондавтамж хуваагч руу тэжээгддэг бөгөөд энэ нь түүний нэгжийг хоёр дахь хуваах замаар тодорхойлдог. Үр дүн нь хамгийн бага хугацааны нэгжийн стандарт болгон авсан "шинэ секунд" юм.

© РИА Новостигийн зураг. Алина Полянина


Атомын цаг

Хэрэв бид кварцын цагны нарийвчлалыг богино хугацааны тогтвортой байдлын үүднээс үнэлдэг бол энэ нарийвчлал нь дүүжин цагныхаас хамаагүй өндөр гэдгийг хэлэх ёстой бөгөөд энэ нь урт хугацааны хэмжилтийн үед илүү тогтвортой байдлыг харуулдаг. Кварц цагны өөрчлөлтөөс болж тогтмол бус хөдөлгөөн үүсдэг дотоод бүтэцкварц ба электрон системийн тогтворгүй байдал.

Давтамжийн тогтворгүй байдлын гол эх үүсвэр нь осцилляторын давтамжийг синхрончлох кварцын болор хөгшрөлт юм. Үнэн бол хэмжилтээс харахад болор хөгшрөлтийн давтамж нэмэгдэж, их хэмжээний хэлбэлзэлгүйгээр явагддаг. гэнэтийн өөрчлөлтүүд. Гэсэн хэдий ч. Энэ нь хөгшрөлтийг саатуулдаг зөв ажилкварц цаг бөгөөд тогтвортой, өөрчлөгдөөгүй давтамжийн хариу үйлдэл бүхий осциллятор бүхий өөр төхөөрөмжөөр тогтмол хяналт тавих шаардлагатай болдог.

Дэлхийн 2-р дайны дараах богино долгионы спектроскопийн хурдацтай хөгжил нь тохиромжтой спектрийн шугамд тохирсон давтамжаар цаг хугацааг нарийн хэмжих шинэ боломжийг нээж өгсөн. Давтамжийн стандарт гэж үзэж болох эдгээр давтамжууд нь ашиглах санааг бий болгосон квант генераторцаг хугацааны стандарт болгон.

Энэ шийдвэр нь урьд нь хүчин төгөлдөр мөрдөгдөж байсан цагийг солих гэсэн утгатай тул цаг бүртгэлийн түүхэн дэх түүхэн эргэлт байв. одон орны нэгжцаг хугацааны шинэ квант нэгжтэй цаг. Энэ шинэ нэгжЦагийг тусгайлан сонгосон зарим бодисын молекулуудын энергийн түвшний хооронд нарийн тодорхойлогдсон шилжилтийн цацрагийн үе гэж нэвтрүүлсэн. Энэ асуудлыг анх удаа эрчимтэй судалсны дараа дайны дараах жилүүдшингэн аммиак дахь богино долгионы энергийг хяналттай шингээх зарчмаар ажилладаг төхөөрөмжийг бүтээж чадсан. бага даралт. Гэсэн хэдий ч молекулуудын харилцан мөргөлдөөнөөс үүссэн шингээлтийн шугамын тэлэлт нь квант шилжилтийн давтамжийг өөрөө тодорхойлоход хэцүү байсан тул шингээлтийн элементээр тоноглогдсон төхөөрөмжтэй хийсэн анхны туршилтууд хүлээгдэж буй үр дүнг өгөөгүй. Зөвхөн аммиакийн молекулуудын чөлөөтэй нисдэг нарийн цацрагийн аргаар ЗХУ-д A.M. Прохоров, Н.Г. Басов, АНУ-ын Колумбын их сургуулийн Таунс нар молекулуудын харилцан мөргөлдөх магадлалыг эрс бууруулж, спектрийн шугамын өргөжилтийг бараг арилгаж чадсан. Ийм нөхцөлд аммиакийн молекулууд аль хэдийн атомын генераторын үүргийг гүйцэтгэж чадна. Цоргогоор дамжин вакуум орон зайд ялгардаг молекулуудын нарийн цацраг нь молекулууд тусгаарлагдсан жигд бус электростатик талбараар дамждаг. Илүү өндөр квант төлөвт байгаа молекулуудыг тохируулсан резонатор руу чиглүүлж, 23,870,128,825 Гц тогтмол давтамжтайгаар цахилгаан соронзон энергийг ялгаруулжээ. Дараа нь энэ давтамжийг атомын цагийн хэлхээнд багтсан кварцын осцилляторын давтамжтай харьцуулна. Анхны квант генератор болох аммиакийн мазер (Цацрагийн өдөөгдсөн ялгаруулалтаар бичил долгионы өсгөгч) энэ зарчим дээр бүтээгдсэн.

Н.Г. Басов, А.М. Прохоров, Таунс нар 1964 онд эдгээр бүтээлийн төлөө хүлээн авсан Нобелийн шагналфизикт.

Швейцарь, Япон, Герман, Их Британи, Франц, хамгийн сүүлд Чехословакийн эрдэмтэд аммиакийн мазерын давтамжийн тогтвортой байдлыг судалжээ. 1968-1979 онуудад. Чехословакийн ШУА-ийн Радио инженер, электроникийн хүрээлэнд аммиакийн хэд хэдэн массыг барьж, туршилтын ажиллагаанд оруулсан нь Чехословак улсад үйлдвэрлэсэн атомын цагийг нарийн цагийг хадгалах давтамжийн стандарт болж байв. Тэд 10-10 дарааллын давтамжийн тогтвортой байдалд хүрсэн бөгөөд энэ нь секундын 20 сая дахь өдөр тутмын өөрчлөлттэй тохирч байна.

Одоогийн байдлаар атомын давтамж ба цагийн стандартыг үндсэн хоёр зорилгоор ашигладаг - цагийг хэмжих, үндсэн давтамжийн стандартыг тохируулах, хянах. Аль ч тохиолдолд кварцын цаг үүсгэгчийн давтамжийг атомын стандартын давтамжтай харьцуулдаг.

Цагийг хэмжихдээ атомын стандартын давтамж ба болор цагийн генераторын давтамжийг тогтмол харьцуулж, тодорхойлсон хазайлт дээр үндэслэн тодорхойлно. шугаман интерполяциболон дундаж хугацааны засвар. Үнэн цагдараа нь кварц цагийн заалт болон энэхүү дундаж хугацааны засварын нийлбэрээс гарна. Энэ тохиолдолд интерполяцийн үр дүнд үүсэх алдаа нь кварц цагны болор хөгшрөлтийн шинж чанараар тодорхойлогддог.

1967 оны 10-р сард Парист болсон Жин, хэмжүүрийн XIII Ерөнхий бага хурлын үеэр цаг хугацааны нэгжийн шинэ тодорхойлолтыг атомын цагийн стандартаар олж авсан онцгой үр дүн нь мянган жилд ердөө 1 секундын алдаа байв. - Цезий-133 атомын цацрагийн 9,192,631,770 хэлбэлзэл гэж тодорхойлсон атомын секунд.

Дээр дурдсанчлан кварцын болор хөгшрөх тусам кварцын осцилляторын хэлбэлзлийн давтамж аажмаар нэмэгдэж, кварц ба атомын осцилляторын давтамжийн зөрүү тасралтгүй нэмэгддэг. Хэрэв болор хөгшрөлтийн муруй зөв байвал кварцын чичиргээг үе үе, дор хаяж хэдэн өдрийн зайтай засахад хангалттай. Ийм байдлаар атомын осцилляторыг кварцын цагны системд байнга холбох шаардлагагүй бөгөөд энэ нь хэмжилтийн системд хөндлөнгийн нөлөөллийн нэвтрэлт хязгаарлагдмал тул маш ашигтай юм.

1958 онд Брюссельд болсон Дэлхийн үзэсгэлэнд үзүүлсэн хоёр аммиакийн молекулын осциллятор бүхий Швейцарийн атомын цаг нь өдөрт секундын зуун мянганы нэгийн нарийвчлалтай болсон нь нарийн дүүжин цагуудаас мянга дахин илүү нарийвчлалтай юм. Энэхүү нарийвчлал нь эргэлтийн хурдны үечилсэн тогтворгүй байдлыг судлах боломжтой болсон дэлхийн тэнхлэг. Зураг дээрх график. 39, энэ нь зураг шиг юм түүхэн хөгжилХронометрийн хэрэгслүүд ба цаг хэмжих аргуудыг сайжруулснаар цаг хэмжилтийн нарийвчлал хэдэн зууны туршид бараг гайхамшигтайгаар хэрхэн өссөнийг харуулж байна. Зөвхөн сүүлийн 300 жилийн хугацаанд энэ нарийвчлал 100 мянга гаруй дахин нэмэгдсэн байна.

Цагаан будаа. 39. 1930-1950 оны хронометрийн хэрэгслийн нарийвчлал.

Химич Роберт Вильгельм Бунсен (1811-1899) цезийг анх нээсэн бөгөөд атомууд нь зөв сонгогдсон нөхцөлд ойролцоогоор 9192 МГц давтамжтай цахилгаан соронзон цацрагийг шингээх чадвартай байдаг. Энэ өмчийг Шервуд, МакКраккен нар анхны цезийн цацрагийн резонаторыг бүтээхэд ашигласан. Асаалттай практик хэрэглээдавтамж, цагийг хэмжих цезийн резонатор, үүний дараахан хүчин чармайлтаа чиглүүлсэн Л. Эссен, Үндэсний физик лабораториАнглид. АНУ-ын Невел ажиглалтын одон орон судлалын бүлэгтэй хамтран тэрээр 1955-1958 онд аль хэдийнээ. Цезийн квант шилжилтийн давтамжийг 9,192,631,770 Гц-т тодорхойлж, үүнийг эфемерийн секундын одоогийн тодорхойлолттой холбосон бөгөөд энэ нь дээр дурдсанчлан цаг хугацааны нэгжийн шинэ тодорхойлолтыг бий болгоход хүргэсэн юм. Дараах цезийн резонаторуудыг Канадын Оттава дахь Үндэсний Судалгааны Зөвлөл, Нойшател дахь Швейцарийн Дес Судлаачдын Хорлогерес лаборатори болон бусад төрлийн атомын цагийг бүтээсэн аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэл 1956 онд Массачусетс муж дахь Америкийн National Walden Company компани Atomichron нэрээр зах зээлд гаргасан.

Атомын цагны нарийн төвөгтэй байдал нь атомын осцилляторыг зөвхөн тухайн бүс нутагт ашиглах боломжтойг харуулж байна. лабораторийн хэмжилттом хэмжих хэрэгсэл ашиглан гүйцэтгэсэн цаг. Ер нь саяхныг хүртэл ийм байсан. Гэсэн хэдий ч жижигрүүлэх ажил энэ хэсэгт ч нэвтэрсэн. Кристал осциллятор бүхий нарийн төвөгтэй хронограф үйлдвэрлэдэг Японы алдарт Seiko-Hattori компани Америкийн McDonnell Douglas Astronautics Company компанитай хамтран хийсэн анхны атомын бугуйн цагийг санал болгов. Энэ компани мөн бяцхан бүтээл үйлдвэрлэдэг түлшний эс, энэ нь дурдсан цагны эрчим хүчний эх үүсвэр юм. Цахилгаан эрчим хүч 13 хэмжээтэй энэ элементэд? 6.4 мм нь радиоизотоп промети-147 үүсгэдэг; Энэ элементийн үйлчилгээний хугацаа таван жил байна. Тантал болон зэвэрдэггүй гангаар хийсэн цагны хайрцаг нь байгаль орчинд ялгарах элементийн бета туяанаас хангалттай хамгаалалт юм.

Одон орон судлалын хэмжилт, сансар огторгуй дахь гаригуудын хөдөлгөөнийг судлах, янз бүрийн радио одон орон судлалын судалгааг яг цаг хугацааны талаар мэдэхгүйгээр хийх боломжгүй юм. Ийм тохиолдолд кварц эсвэл атомын цагнаас шаардагдах нарийвчлал нь секундын саяны нэгээр хэлбэлздэг. Цагийн мэдээллийн нарийвчлал нэмэгдэхийн хэрээр цаг синхрончлолын асуудал улам бүр нэмэгдэв. Богино болон богино хугацаанд цаг хугацааны дохиог радиогоор дамжуулах бүрэн хангалттай арга урт долгион 0.001 секундээс их нарийвчлалтайгаар бие биентэйгээ ойрхон байрладаг хоёр хронометрийн хэрэгслийг синхрончлоход хангалтгүй нарийвчлалтай болсон бөгөөд одоо ч энэ нарийвчлалын зэрэг нь хангалттай байхаа больсон.

Нэг боломжит шийдлүүд- туслах цагийг харьцуулсан хэмжилт хийх газар руу тээвэрлэх - жижигрүүлэх замаар хангана. электрон элементүүд. 60-аад оны эхээр онгоцонд тээвэрлэх боломжтой тусгай кварц, атомын цагийг бүтээжээ. Тэдгээрийг одон орон судлалын лаборатори хооронд зөөвөрлөх боломжтой бөгөөд үүний зэрэгцээ секундын саяны нэгтэй тэнцэх нарийвчлалтай цагийн мэдээллийг өгдөг. Жишээлбэл, 1967 онд Калифорнийн Hewlett-Packard компанийн үйлдвэрлэсэн бяцхан цезийн цагийг тив хоорондын тээвэрлэж байх үед энэ төхөөрөмж дэлхийн 53 лаборатори (Чехословак улсад ч байсан) дамжин өнгөрч, түүний тусламжтайгаар орон нутгийн цагийг нарийвчлалтайгаар синхрончлох боломжтой болжээ. 0.1 мкс (0.0000001 сек).

Харилцаа холбооны хиймэл дагуулыг мөн микросекундын цагийн харьцуулалт хийхэд ашиглаж болно. 1962 онд энэ аргыг Их Британи, Америкийн Нэгдсэн Улс Telestar хиймэл дагуулаар цагийн дохиог дамжуулах замаар ашиглаж байжээ. Телевизийн технологийг ашиглан дохио дамжуулах замаар бага зардлаар илүү таатай үр дүнд хүрсэн.

Телевизийн цагийн импульс ашиглан цаг, давтамжийг нарийн дамжуулах энэ аргыг Чехословак улсад боловсруулж, хөгжүүлсэн. шинжлэх ухааны байгууллагууд. Энд байгаа цагийн мэдээллийн туслах дамжуулагч нь синхрончлолын видео импульс бөгөөд энэ нь телевизийн нэвтрүүлгийг дамжуулахад ямар ч байдлаар саад болохгүй. Энэ тохиолдолд телевизийн дүрс дохионд нэмэлт импульс оруулах шаардлагагүй болно.

Энэ аргыг ашиглах нөхцөл нь харьцуулж буй цагны байршлуудад ижил телевизийн хөтөлбөрийг хүлээн авах боломжтой юм. Харьцуулж буй цагийг хэдэн миллисекундын нарийвчлалтайгаар урьдчилан тохируулсан бөгөөд дараа нь хэмжилтийг бүх хэмжих станцад нэгэн зэрэг хийх ёстой. Нэмж дурдахад телевизийн синхрончлогч болох нийтлэг эх үүсвэрээс цагны импульсыг харьцуулж буй цагны байршлын хүлээн авагчид дамжуулахад шаардагдах цагийн зөрүүг мэдэх шаардлагатай.

Хүмүүс газар нутгаа хэрхэн нээсэн тухай номноос зохиолч Томилин Анатолий Николаевич

Хоёр дахь үеийн цөмийн мөс зүсэгч Мөс зүсэгч флотын тэргүүлэгчийн дараа - "Ленин" цөмийн мөс зүсэгч, дахин гурван цөмийн мөс зүсэгч, атомын баатрууд Ленинград хотод баригджээ. Тэднийг хоёр дахь үеийн мөс зүсэгч гэж нэрлэдэг. Энэ нь юу гэсэн үг вэ?Магадгүй, юуны түрүүнд шинийг бүтээхдээ

Эзэнт гүрний хугарсан сэлэм номноос зохиолч Калашников Максим

14-Р БҮЛЭГ БҮРГЭДҮҮДИЙН ТАВАЛСАН НИСЛЭГ. ОРОСЫН КРЕЙЗЕРҮҮД - ХҮНД, ЦӨМИЙН, ПУУЖИН... 1 Бид энэ номыг алдагдсан агуу байдлынхаа төлөө гашуудал болгон бүтээхгүй байна. Хэдийгээр бид нэгэн цагт агуу флотын өнөөгийн байдлыг (1996 онд бичсэн) дүрсэлсэн олон арван хуудас бичиж болно.

Хоёрдугаар номноос дэлхийн дайн Бивор Энтони

50-р бүлэг Атомын бөмбөг ба Японы ялагдал 1945 оны 5-р сараас 9-р сар 1945 оны 5-р сард Герман бууж өгөх үед Японы армиХятадад Токиогоос ухарч эхлэх тушаал ирсэн зүүн эрэг. Чан Кайшигийн үндсэрхэг цэргүүд япончуудын үед маш их зодуулжээ

зохиолч

Нарны цаг Хамгийн түгээмэл цаг хэмжигч байсан нь эргэлзээгүй нарны цаг, Нарны өдөр тутмын, заримдаа жилийн харагдах хөдөлгөөнд үндэслэсэн. Ийм цагнууд сүүдрийн урт, байрлал хоёрын хоорондын хамаарлыг хүмүүс ойлгохоосоо өмнө гарч ирсэн

Шинжлэх ухааны өөр нэг түүх номноос. Аристотельээс Ньютон хүртэл зохиолч Калюжный Дмитрий Витальевич

Усан цаг Нарны цаг нь энгийн бөгөөд найдвартай цагийн үзүүлэлт байсан ч зарим нэг ноцтой сул талуудтай байсан: тэдний ажиллагаа нь цаг агаарын байдлаас хамаардаг бөгөөд нар мандахаас нар жаргах хооронд хязгаарлагддаг. Үүнээс болж эрдэмтэд өөрийг хайж эхэлсэн нь эргэлзээгүй

Шинжлэх ухааны өөр нэг түүх номноос. Аристотельээс Ньютон хүртэл зохиолч Калюжный Дмитрий Витальевич

Галын цаг Нарны болон усны цагнаас гадна XIII зууны эхэн үеолон зууны үед анхны гал эсвэл лааны цаг гарч ирэв. Эдгээр нь бүхэл бүтэн уртын дагуу хэвлэсэн масштабтай нэг метр орчим урт нимгэн лаа юм. Тэд цагийг харьцангуй нарийвчлалтай харуулж, шөнийн цагаар сүм хийд болон сүмийн гэрийг гэрэлтүүлдэг байв

Шинжлэх ухааны өөр нэг түүх номноос. Аристотельээс Ньютон хүртэл зохиолч Калюжный Дмитрий Витальевич

Элсэн цаг Анхны элсэн цагны он сар өдөр мөн тодорхойгүй байна. Гэхдээ тэд тосон чийдэн шиг ил тод шилнээс өмнө гарч ирэв. -д байдаг гэж үздэг Баруун ЕвропТэд элсэн цагны тухай зөвхөн Дундад зууны төгсгөлд л мэдсэн; хамгийн эртний дурдагдсан зүйлсийн нэг

"Атомын бөмбөгийн ан" номноос: КГБ-ын файл №13,676 зохиолч Чиков Владимир Матвеевич

3. Тэд хэрхэн төрсөн атомын тагнуулууд

Сакура ба царс номноос (цуглуулга) зохиолч Овчинников Всеволод Владимирович

Гаргүй цаг “Эзэнт гүрэнд хэт их хөрөнгө оруулсан нийгмийн өв залгамжлагчид; хайлж буй өв залгамжлалын үлдэгдэлд хүрээлэгдсэн хүмүүс хямралын агшинд өнгөрсөн үеийн дурсамжаа орхиж, хоцрогдсон амьдралын хэв маягаа өөрчилж чадахгүй байв. Баяртай царай

Дэлхийн 2-р дайн номноос: алдаа, алдаа, алдагдал Дэйтон Лен бичсэн

20. ХАРАНХИЙН ЦАГ Залуу нисгэгчдийн тухай дуу дуулъя, Дайн болоогүй бол тэд сургуулийн ширээнд сууж байх байсан. 55-р эскадрилийн дуу Хатан хааны агаарын хүчин, 1918 оны орчимд бичсэн нь Британийн тулаанчид Британийн тулалдаанд ялалт байгуулсан боловч сөнөөгч онгоцнууд хохирсон.

Номноос Өдөр тутмын амьдралКэтриний алтан үеийн язгууртан анги зохиолч Елисеева Ольга Игоревна

Өглөөний цагаар эзэн хаан өөрөө задгай зуух асааж, лаа, дэнлүү асааж, толин тусгалтай албан тасалгаанд ширээнийхээ ард суув - өдрийн эхний цагийг хувийн уран зохиолын дасгалд зориулав. Тэр нэг удаа Грибовскийд "Чи нэг өдөр шээхгүй байж болохгүй" гэж хэлсэн.

Номноос Их ялалтдээр Алс Дорнод. 1945 оны наймдугаар сар: Өвөрбайгалиас Солонгос хүртэл [засварласан] зохиолч Александров Анатолий Андреевич

VII бүлэг Америкийн атомын цохилт 4-р сарын 25-ны өдөр ярилцагч хоёрын хувьд онцгой анхаарал татсан. Дайны нарийн бичгийн дарга Стимсон энэ сарын эхнээс энэ тайланд бэлтгэгдсэн боловч ерөнхийлөгч Рузвельт гэнэт нас барснаар дээд албан тушаалтнуудын харилцах хуваарь тасалдсан.

Орос Америк номноос зохиолч Бурлак Вадим Никласович

Амрах цагаараа Баранов зочломтгой зангаараа алдартай, найр хийх дуртай байв. Оросууд, уугуул иргэд, гадаадын далайчид үүнийг дурсав. Колонийн өлсгөлөнгийн үед ч тэрээр уригдан ирсэн болон тохиолдлын зочдыг эмчлэх боломжийг олсон

Рамссесын Египет номноос Монте Пьер бичсэн

IV. Цаг Египетчүүд жилийг арван хоёр сар болгон хувааж, мөн адил өдрийг арван хоёр цаг, шөнө арван хоёр болгон хуваасан. Тэд цагийг жижиг цагуудад хуваасан нь юу л бол. "Агшин" гэж орчуулагддаг "at" гэдэг үг нь тодорхойгүй байна

"Дэлхийн хамгийн том тагнуулчид" номноос Уайтон Чарльз

12-Р БҮЛЭГ "АТОМ"-ын тагнуулчид 1945 оны 7-р сарын 16-ны үүрээр Черчилль, Труман, Сталин нар Берлинд анх удаа Потсдамын бага хуралд цугларах үеэр атомын бөмбөг. Дэлбэрэлт болсон газраас хорин милийн зайд байрлах толгод дээр байрладаг

"Оросын судлаачид - Оросын алдар ба бахархал" номноос зохиолч Глазырин Максим Юрьевич

Цөмийн реакторуудба электрон талстууд Константин Чиловский (1881 онд төрсөн), Оросын инженер, зохион бүтээгч. илрүүлэх төхөөрөмж зохион бүтээжээ шумбагч онгоцууд, Дэлхийн нэгдүгээр дайны үед (1914–1918) өргөн хэрэглэгддэг. Тэрээр шинэ бүтээлийнхээ төлөө Францын одонгоор шагнагджээ.

Атомын цаг бол цаг хугацааг маш нарийн хэмжих төхөөрөмж юм. Молекул эсвэл атомын байгалийн чичиргээг үе болгон ашигладаг тул тэдгээр нь үйл ажиллагааны зарчмаасаа нэрээ авсан. Атомын цагийг навигацид өргөн ашигладаг. сансрын салбар, хиймэл дагуулын байршлыг тодорхойлох, онд цэргийн хүрээ,нисэх онгоцыг илрүүлэх, мөн харилцаа холбооны салбарт.

Таны харж байгаагаар хэрэглээний талбарууд маш их байдаг, гэхдээ өнөөдөр ердийн атомын цагийн алдаа 30 сая жилд ердөө 1 секунд байдаг тул яагаад бүгд ийм нарийвчлал шаарддаг вэ? Гэхдээ үүнээс ч илүү нарийн зүйл бий. Бүх зүйл ойлгомжтой, учир нь зайг тооцоолоход цаг хугацаа зарцуулагддаг бөгөөд хэрэв та үүнийг авбал жижиг алдаа нь хэдэн зуун метр, тэр ч байтугай километрт хүргэж болзошгүй юм. сансрын зай. Жишээлбэл, авч үзье Америкийн систем GPS навигаци, хүлээн авагчид ердийн цахим цагийг ашиглах үед координатын хэмжилтийн алдаа нэлээд их байх бөгөөд энэ нь бусад бүх тооцоололд нөлөөлж болзошгүй бөгөөд энэ нь үр дагаварт хүргэж болзошгүй юм. бид ярьж байнасансрын технологийн талаар. Мэдээжийн хэрэг GPS хүлээн авагчдад зориулагдсан хөдөлгөөнт төхөөрөмжүүдболон бусад хэрэгслүүдийн хувьд илүү нарийвчлалтай байх нь тийм ч чухал биш юм.

Хамгийн их яг цагМосква болон дэлхийн хэмжээнд та албан ёсны вэбсайтаас олж мэдэх боломжтой - "яг одоогийн цагийн сервер" www.timeserver.ru

Атомын цаг юунаас бүтдэг вэ?

Атомын цаг нь хэд хэдэн үндсэн хэсгээс бүрдэнэ: кварцын осциллятор, квант ялгагч, электрон нэгж. Лавлагаа тогтоох гол зүйл бол кварцын талст дээр баригдсан кварцын осциллятор бөгөөд дүрмээр бол 10, 5, 2.5 МГц стандарт давтамжийг үүсгэдэг. Учир нь тогтвортой ажилалдаагүй кварц нь маш бага бөгөөд үүнийг байнга тохируулах ёстой.

Квант дискриминатор нь атомын шугамын давтамжийг бүртгэх бөгөөд үүнийг давтамжийн фазын харьцуулагч дээр кварцын осцилляторын давтамжтай харьцуулдаг. Харьцуулагч нь кварцын осцилляторыг давтамжийн зөрүүтэй тохиолдолд тохируулахын тулд санал хүсэлттэй байдаг.
Бүх атом дээр атомын цаг барих боломжгүй. Хамгийн оновчтой нь цезийн атом юм. Энэ нь бусад бүх тохиромжтой материалыг, жишээлбэл: стронций, рубиди, кальци зэрэгтэй харьцуулсан анхдагчийг хэлдэг. Анхдагч стандарт нь цаг хугацааг нарийн хэмжихэд туйлын тохиромжтой байдаг тул үүнийг анхдагч гэж нэрлэдэг.

Дэлхийн хамгийн нарийвчлалтай атомын цаг

Өнөөдрийг хүртэл хамгийн нарийвчлалтай атомын цагИх Британид байрладаг (албан ёсоор батлагдсан). Тэдний алдаа нь 138 сая жилд ердөө 1 секунд юм. Эдгээр нь АНУ зэрэг олон орны үндэсний цагийн стандартын стандарт бөгөөд олон улсын цагийг тодорхойлдог атомын цаг. Гэвч хаант улс нь дэлхий дээрх хамгийн зөв цагийг агуулдаггүй.

хамгийн зөв атомын цагны зураг

АНУ туршилтын төрлийг бий болгосноо зарлав үнэн зөв цагЦезийн атомууд дээр тэдний алдаа бараг 1.5 тэрбум жилийн дотор 1 секунд байв. Энэ чиглэлээр шинжлэх ухаан зогсохгүй, хурдацтай хөгжиж байна.

Атомын физикчид цагийг хэмжих төхөөрөмжийг хөгжүүлэхэд шинэ түлхэц өгсөн.

1949 онд анхны атомын цагийг бүтээсэн бөгөөд энд хэлбэлзлийн эх үүсвэр нь дүүжин эсвэл кварцын осциллятор биш харин атомын энергийн хоёр түвшний хооронд электроны квант шилжилттэй холбоотой дохио байв.

Практикт ийм цаг нь тийм ч нарийвчлалтай биш байсан, үүнээс гадна тэд том хэмжээтэй, үнэтэй байсан тул өргөн хэрэглэгддэггүй байв. Дараа нь холбоо барихаар шийдсэн химийн элемент- цезий. Мөн 1955 онд цезийн атом дээр суурилсан анхны атомын цаг гарч ирэв.

1967 онд дэлхийн эргэлт удааширч, энэ удаашралын хэмжээ тогтмол биш байгаа тул атомын цагийн стандартад шилжихээр шийдсэн. Энэ нь одон орон судлаач, цаг хэмжигчдийн ажлыг улам хүндрүүлсэн.

Дэлхий одоогоор 100 жилд 2 миллисекунд орчим эргэдэг.

Өдрийн уртын хэлбэлзэл мөн секундын мянгад хүрдэг. Тиймээс Гринвичийн дундаж цагийн нарийвчлал (1884 оноос хойш дэлхийн стандарт гэж ерөнхийдөө хүлээн зөвшөөрөгдсөн) хангалтгүй болсон. 1967 онд атомын цагийн стандартад шилжсэн.

Өнөөдөр секунд нь 9,192,631,770 цацрагийн үетэй яг тэнцэх хугацаа бөгөөд энэ нь Цезийн 133 атомын үндсэн төлөвийн хоёр хэт нарийн түвшний хоорондох шилжилттэй тохирч байна.

Одоогийн байдлаар зохицуулалттай Universal Time-ийг цагийн хуваарь болгон ашиглаж байна. Олон улсын жин хэмжүүрийн товчооноос янз бүрийн орны цаг хадгалах лабораторийн мэдээлэл, мөн Олон улсын дэлхийн эргэлтийн албаны өгөгдлийг нэгтгэн байгуулдаг. Түүний нарийвчлал нь одон орны Гринвичийн дундаж цагаас бараг сая дахин их юм.

Хэт нарийвчлалтай атомын цагны хэмжээ, өртөгийг эрс багасгах технологийг боловсруулсан бөгөөд ингэснээр тэдгээрийг хөдөлгөөнт төхөөрөмжид өргөн хүрээний зориулалтаар ашиглах боломжтой болно. Эрдэмтэд хэт жижиг хэмжээтэй атомын цагийн стандартыг бий болгож чадсан. Ийм атомын цаг нь 0.075 Вт-аас бага эрчим хүч зарцуулдаг бөгөөд 300 жилийн хугацаанд нэг секундээс илүүгүй алдаа гаргадаг.

Судалгааны бүлэгАНУ хэт авсаархан атомын стандартыг бий болгож чадсан. Энгийн АА батерейгаар атомын цагийг тэжээх боломжтой болсон. Ихэвчлэн нэг метрээс багагүй өндөр нарийвчлалтай атомын цагийг 1.5х1.5х4 мм хэмжээтэй байрлуулсан байв.

АНУ-д нэг мөнгөн усны ион дээр суурилсан туршилтын атомын цагийг бүтээжээ. Эдгээр нь олон улсын стандарт гэж хүлээн зөвшөөрөгдсөн цезийээс тав дахин илүү нарийвчлалтай байдаг. Цезийн цаг нь маш нарийвчлалтай тул нэг секундын зөрүүг олохын тулд 70 сая жил шаардагдах бол мөнгөн усны цагийн хувьд энэ хугацаа 400 сая жил болно.

1982 онд хооронд маргаан гарсан одон орны тодорхойлолтЦаг хугацааны стандарт ба түүнийг ялсан хүмүүс атомын цагодон орны шинэ объект хөндлөнгөөс оролцов - миллисекундын пульсар. Эдгээр дохио нь хамгийн сайн атомын цаг шиг тогтвортой байдаг



Та мэдсэн үү?

Орос дахь анхны цагууд

1412 онд Москвад Их гүрний хашаанд зарын сүмийн ард байрлуулсан цагийг Сербийн нутгаас ирсэн Серб лам Лазар хийсэн байна. Харамсалтай нь Орос дахь эдгээр анхны цагны тодорхойлолт хадгалагдаагүй байна.

________

Москвагийн Кремлийн Спасская цамхаг дээр дуугарах цаг хэрхэн гарч ирэв?

17-р зуунд англи хүн Кристофер Галлоуэй Спасскийн цамхагт зориулж хонх хийсэн: цагийн тойрог нь 17 салбарт хуваагдсан, цорын ганц цагийн зүү нь хөдөлгөөнгүй, доошоо чиглүүлж, утасны дугаарыг зааж өгсөн боловч залгах нь өөрөө эргэлддэг.

300 сая жил тутамд нэг секундын алдаа гаргадаг өндөр нарийвчлалтай атомын цаг. Зуун сая жил тутамд нэг секундын алдаа гаргадаг хуучин загварыг сольсон энэ цаг одоо Америкийн иргэний цагийн стандартыг тогтоож байна. Lenta.ru атомын цаг бий болсон түүхийг эргэн санахаар шийджээ.

Анхны атом

Цаг үүсгэхийн тулд ямар ч үечилсэн процессыг ашиглахад хангалттай. Цаг хэмжих хэрэгсэл гарч ирсэн түүх нь зарим талаараа шинэ эрчим хүчний эх үүсвэр эсвэл шинэ эх үүсвэр үүссэн түүх юм. хэлбэлзлийн системүүд, цаганд ашигладаг. Хамгийн их энгийн цагмагадгүй нарны шинж чанартай байдаг: тэдгээрийн ажиллахад зөвхөн нар болон сүүдэрлэдэг объект хэрэгтэй. Цагийг тодорхойлох энэ аргын сул тал нь ойлгомжтой. Ус ба элсэн цагбас сайн биш: тэд зөвхөн харьцангуй богино хугацааг хэмжихэд тохиромжтой.

Хамгийн эртний механик цагийг 1901 онд Антикитера арлын ойролцоо Эгийн тэнгист живсэн хөлөг онгоцноос олжээ. Эдгээр нь 33-аас 18-аас 10 см-ийн хэмжээтэй модон хайрцагт 30 орчим хүрэл араатай бөгөөд МЭӨ 100-аад оны үеийнх юм.

Бараг хоёр мянган жилийн турш механик цагнууд хамгийн үнэн зөв, найдвартай байсан. 1657 онд Кристиан Гюйгенсийн "Дүүжинтэй цаг" ("Horologium oscillatorium, sive de motu pendulorum an horologia aptato demonstrationes geometrica") хэмээх сонгодог бүтээл нь дүүжинтэй цаг хэмжигч төхөөрөмжийг хэлбэлзлийн систем гэж дүрсэлсэн нь магадгүй эрин үе байсан байх. энэ төрлийн механик багаж хэрэгслийн хөгжлийн түүх.

Гэсэн хэдий ч одон орон судлаачид, далайчид оддын тэнгэр, газрын зургийг ашиглан байршил, цагийг яг таг тогтоосоор байв. Анхны цахилгаан цагийг 1814 онд Фрэнсис Роналдс зохион бүтээжээ. Гэсэн хэдий ч анхны ийм төхөөрөмж нь температурын өөрчлөлтөд мэдрэмтгий байсан тул алдаатай байсан.

Цагны цаашдын түүх нь төхөөрөмжид янз бүрийн хэлбэлзлийн системийг ашиглахтай холбоотой юм. 1927 онд Bell Labs-ийн ажилтнууд нэвтрүүлсэн кварц цагашигласан пьезоэлектрик шинж чанаруудкварцын болор: цахилгаан гүйдэлд өртөх үед болор багасаж эхэлдэг. Орчин үеийн кварцын хронометрүүд сард 0.3 секундын нарийвчлалтай байх боломжтой. Гэсэн хэдий ч кварц нь хөгшрөлтөд өртөмтгий байдаг тул цаг хугацаа өнгөрөх тусам цагны нарийвчлал багасдаг.

Хөгжилтэй хамт атомын физикЭрдэмтэд бодисын бөөмсийг хэлбэлзлийн систем болгон ашиглахыг санал болгов. Анхны атомын цаг ингэж гарч ирсэн. Хэрэглэх санаа атомын чичиргээЦаг хугацааг хэмжих устөрөгчийг 1879 онд Английн физикч Лорд Келвин санал болгосон боловч зөвхөн 20-р зууны дунд үеэс л боломжтой болсон.

Хуберт фон Херкомерын зургийн хуулбар (1907)

1930-аад онд Америкийн физикчмөн цөмийн нээсэн соронзон резонансИсидор Раби цезий-133-тай атомын цаг бүтээх ажлыг эхлүүлсэн боловч дайн дэгдсэн нь түүнд саад болжээ. 1949 оны дайны дараа АНУ-ын Үндэсний стандартын хороо Харолд Лионсоны оролцоотойгоор анхны молекулын цагаммиакийн молекулуудыг ашиглах. Гэвч анхны ийм цаг хэмжих хэрэгсэл нь орчин үеийн атомын цаг шиг нарийвчлалтай байсангүй.

Харьцангуй бага нарийвчлал нь аммиакийн молекулууд бие биетэйгээ болон энэ бодис байрлах савны ханатай харилцан үйлчлэлцсэний улмаас молекулуудын энерги өөрчлөгдөж, тэдгээрийн спектрийн шугамуудөргөссөн. Энэ нөлөө нь механик цагны үрэлттэй маш төстэй юм.

Хожим нь 1955 онд Их Британийн үндэсний физикийн лабораторийн Луис Эссен анхны цезий-133 атомын цагийг нэвтрүүлсэн. Энэ цаг нь сая жилийн хугацаанд нэг секундын алдааг хуримтлуулсан. Төхөөрөмжийг NBS-1 гэж нэрлэсэн бөгөөд цезийн давтамжийн стандарт гэж үзэж эхэлсэн.

Схемийн диаграматомын цаг нь хэлхээний дагуу ялгагчаар удирддаг кварцын осциллятороос бүрдэнэ. санал хүсэлт. Осциллятор нь кварцын пьезоэлектрик шинж чанарыг ашигладаг бол ялгагч нь атомуудын энергийн чичиргээг ашигладаг бөгөөд ингэснээр кварцын чичиргээ нь атом эсвэл молекул дахь янз бүрийн энергийн түвшний шилжилтийн дохиогоор хянагддаг. Генератор ба ялгагч хоёрын хооронд атомын чичиргээний давтамжийг тохируулж, болорын чичиргээний давтамжтай харьцуулсан компенсатор байдаг.

Цагт ашигласан атомууд нь тогтвортой чичиргээг хангах ёстой. Цахилгаан соронзон цацрагийн давтамж бүрийн хувьд атомууд байдаг: кальци, стронци, рубиди, цезий, устөрөгч. Эсвэл аммиак, иодын молекулууд ч гэсэн.

Цагийн стандарт

Атомын цагийг хэмжих хэрэгсэл гарч ирснээр тэдгээрийг хоёр дахь хугацааг тодорхойлох бүх нийтийн стандарт болгон ашиглах боломжтой болсон. 1884 оноос хойш дэлхийн стандарт гэж тооцогддог Гринвичийн цаг атомын цагны стандарт руу орлоо. 1967 онд Жин, хэмжүүрийн 12-р Ерөнхий бага хурлын шийдвэрээр нэг секундийг цезий-133 атомын үндсэн төлөвийн хоёр хэт нарийн түвшний хоорондох шилжилттэй харгалзах 9192631770 цацрагийн хугацааны үргэлжлэх хугацаа гэж тодорхойлсон. Хоёрдахь зүйлийн энэ тодорхойлолт нь одон орны үзүүлэлтээс хамаардаггүй бөгөөд манай гаригийн хаана ч хуулбарлаж болно. Цезий-133 нь атомын цагны стандартад хэрэглэгддэг цорын ганц бодис юм тогтвортой изотопДэлхий дээр 100% элбэг дэлбэг цезий.

Атомын цагийг хиймэл дагуулын навигацийн системд мөн ашигладаг; Тэд яг цаг хугацаа, хиймэл дагуулын координатыг тодорхойлоход шаардлагатай. Тиймээс GPS-ийн хиймэл дагуул бүр ийм дөрвөн багц цагтай: хоёр рубидиум, хоёр цезий нь дохио дамжуулах 50 наносекундын нарийвчлалыг баталгаажуулдаг. ГЛОНАСС системийн Оросын хиймэл дагуулууд нь цезий, рубидий атомын цаг хэмжих хэрэгслээр тоноглогдсон бөгөөд Европын Галилео гео-байрлал тогтоох системийн хиймэл дагуулууд нь устөрөгч, рубидиумаар тоноглогдсон байдаг.

Устөрөгчийн цагны нарийвчлал хамгийн өндөр байна. Энэ нь 12 цагийн дотор 0.45 наносекунд юм. Галилео ийм нарийвчлалтай цагийг ашигласнаар энэ навигацийн системийг 2015 онд 18 хиймэл дагуул тойрог замд байх үед тэргүүлэгч болгох бололтой.

Компакт атомын цаг

Hewlett-Packard компакт атомын цагийг бүтээсэн анхны компани болжээ. 1964 онд тэрээр том чемодан шиг хэмжээтэй HP 5060A цезийн төхөөрөмжийг бүтээжээ. Тус компани энэ чиглэлийг үргэлжлүүлэн хөгжүүлсээр байсан ч 2005 онд атомын цаг боловсруулах салбараа Symmetricom-д худалдсан.

2011 онд Драпер лаборатори болон Сандиа үндэсний лабораторийн мэргэжилтнүүд Симметриком анхны бяцхан атомын цаг болох Quantum-ийг гаргажээ. Тэднийг суллах үед 15 мянган долларын үнэтэй байсан бөгөөд 40х35х11 миллиметр хэмжээтэй, 35 грамм жинтэй битүүмжилсэн хайрцагт хийжээ. Цагны эрчим хүчний хэрэглээ 120 милливаттаас бага байв. Эдгээр нь анх Пентагоны захиалгаар бүтээгдсэн бөгөөд GPS системээс хамааралгүй ажилладаг навигацийн системд, тухайлбал, усны гүн эсвэл газрын гүнд үйлчлэх зориулалттай байв.

Аль хэдийн 2013 оны сүүлээр Америкийн компани Bathys Hawaii анхны атомын бугуйн цагийг танилцуулав. Тэд Symmetricom компанийн үйлдвэрлэсэн SA.45s чипийг үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг. Чип дотор цезий-133 агуулсан капсул байдаг. Цагны загварт мөн фотоселлер болон бага чадалтай лазер орно. Сүүлийнх нь цезийн хийн халалтыг баталгаажуулдаг бөгөөд үүний үр дүнд түүний атомууд нэг эрчим хүчний түвшингээс нөгөөд шилжиж эхэлдэг. Ийм шилжилтийг бүртгэх замаар цаг хугацааны хэмжилтийг нарийн гүйцэтгэдэг. Шинэ төхөөрөмжийн үнэ ойролцоогоор 12 мянган доллар.

Бяцруулах, бие даасан байдал, нарийвчлалын чиг хандлага нь ойрын ирээдүйд атомын цагийг ашигладаг шинэ төхөөрөмжүүд бүх газарт гарч ирэхэд хүргэнэ. хүний ​​амьдрал, -аас эхлэн сансрын судалгаадээр тойрог замын хиймэл дагуулуудӨрөөний болон бугуйн систем дэх гэр ахуйн хэрэглээний станцууд.



Танд нийтлэл таалагдсан уу? Найзуудтайгаа хуваалцаарай!