Wie Sat-Atomuhren Arbeit?

Atomuhren

Eine Atomuhr ist ein äußerst präzises Werkzeug verwendet, um die Zeit einzustellen. Die besten Atomuhren sind bis auf 1 Sekunde in 300 Millionen Jahren. Auch ältere Atomuhren kann viele Tausende von Jahren ohne Erhalt oder Verlust einer Sekunde gehen. Atomuhren der Satelliten sind in der Regel Cäsium Uhren, was bedeutet, dass sie die Resonanz der Cäsium-Moleküle verwenden, um die genaue Länge einer Sekunde zu berechnen.

Resonanz

Alle Uhren funktionieren auf Resonanz. Alte Standuhren verwenden ein Pendels, die mit einer bestimmten Rate zu schaukeln. Genauere Quarzuhren verwenden eine kleine Kristall-Stimmgabel um eine genauere Uhr. Cäsium Uhren Arbeiten von Cäsium die Resonanzfrequenz zu finden. Da diese Frequenz 9,192,631,770 Zyklen pro Sekunde, ist bekannt, es kann verwendet werden, um die genaue Länge einer Maßeinheit der Zeit abzuleiten.

Wie es funktioniert

Das Cäsium erhitzt, erregt und gefangen in einem Magnetfeld. Dann ist es mit Mikrowellen in einem sehr engen Frequenzbereich bombardiert. Die Schaltung, die steuert, die Mikrowellen verwendet einen Kristall um sehr nahe der Resonanzfrequenz der Cäsium zu erhalten. Es bewegt sich nach oben und unten leicht bis die genaue Frequenz gefunden. Wenn der Oszillator die richtige Frequenz trifft, reizt es die Moleküle senden einige gegenüber einem Detektor am Ende der Cäsium-Kammer. Wenn der Detektor ein Bombardement von Cäsium-Molekülen registriert, hat die Uhr die Resonanzfrequenz von Cäsium erreicht. Dieser Frequenz können ein Computer dann die Länge einer Sekunde berechnen.