Πώς λειτουργούν τα ατομικά ρολόγια
Τα ατομικά ρολόγια λειτουργούν μετρώντας τη συχνότητα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τα άτομα. Η συχνότητα αυτής της ακτινοβολίας καθορίζεται από τα επίπεδα ενέργειας των ατόμων και είναι πολύ σταθερή. Αυτό σημαίνει ότι τα ατομικά ρολόγια μπορούν να διατηρήσουν τον χρόνο με πολύ ακρίβεια.
Το πρώτο ατομικό ρολόι χτίστηκε το 1949 από το Εθνικό Γραφείο Προτύπων (NBS). Αυτό το ρολόι χρησιμοποίησε τις δονήσεις των ατόμων καισίου για να μετρήσει το χρόνο. Τα άτομα καισίου έχουν πολύ σταθερό επίπεδο ενέργειας και αυτό τα καθιστά ιδανικά για χρήση σε ατομικά ρολόγια.
Από την ανάπτυξη του πρώτου ατομικού ρολογιού, έγιναν πολλές βελτιώσεις στην τεχνολογία. Τα ατομικά ρολόγια είναι τώρα πολύ μικρότερα και πιο ακριβή από ό, τι στο παρελθόν. Χρησιμοποιούνται επίσης σε ποικίλες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της πλοήγησης, των τηλεπικοινωνιών και της επιστημονικής έρευνας.
Εδώ είναι μια πιο λεπτομερής εξήγηση για το πώς λειτουργούν τα ατομικά ρολόγια:
1. Τα άτομα είναι ενθουσιασμένα σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας. Αυτό γίνεται με τη λάμψη μιας δέσμης φωτός στα άτομα. Το φως έχει μια συχνότητα που είναι κοντά στη φυσική συχνότητα των ατόμων. Αυτό προκαλεί τα άτομα να απορροφήσουν το φως και να μετακινηθούν σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας.
2. Τα άτομα εκπέμπουν φως καθώς επιστρέφουν στο χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας τους. Η συχνότητα αυτού του φωτός είναι η ίδια με τη συχνότητα του φωτός που απορροφήθηκε. Αυτό το φως ανιχνεύεται από έναν φωτοανιχνευτή.
3. Η συχνότητα του φωτός μετράται. Η συχνότητα του φωτός μετράται από έναν μετρητή. Αυτός ο μετρητής μετράει τον αριθμό των κυμάτων φωτός που ανιχνεύονται σε ένα δεδομένο χρονικό διάστημα.
4. Ο χρόνος υπολογίζεται. Ο χρόνος υπολογίζεται διαιρώντας τον αριθμό των φωτεινών κυμάτων από τη συχνότητα του φωτός. Αυτό δίνει το χρονικό διάστημα που έχει περάσει, αφού τα άτομα ήταν ενθουσιασμένα σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας.
Τα ατομικά ρολόγια είναι πολύ ακριβή επειδή η συχνότητα του φωτός που εκπέμπεται από τα άτομα είναι πολύ σταθερή. Αυτό σημαίνει ότι τα ατομικά ρολόγια μπορούν να διατηρήσουν το χρόνο με ακρίβεια. Τα ατομικά ρολόγια χρησιμοποιούνται για τη βαθμονόμηση άλλων ρολογιών και για το συγχρονισμό των δικτύων επικοινωνίας. Χρησιμοποιούνται επίσης στην επιστημονική έρευνα για τη μέτρηση του ρυθμού με τον οποίο επεκτείνεται το σύμπαν.
