设计计量时间的钟表建造方案

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设计计量时间的钟表建造方案
日月更替,斗转星移,人类数千年的文明在时间的见证下缓缓流淌,日新月异的变化让我能更准确的感知时间。

早在人类文明诞生之初,人类便开始通过对时间的计量来描述完事万物的变化,由此诞生了一系列精度越来越高的计时器具。

1、时间的计量发展历程
在缘故时期,人们以日升日落作为时间尺度,公元前二世纪,日晷出现,提高了时间的计量精度;公元1000多年前,北宋时期的人民设计出了水钟;600多年前出现了机械钟;17世纪,单摆被用于机械钟的设计,使其计时精度提高了近百倍;20世纪30年代,石英钟诞生,计时精度进一步提高。

细数时钟的发展,最古老的的可追溯至太阳钟。

之后出现了水钟,水钟属于流体钟的一种,除水钟之外,流体钟还包括沙钟。

水钟和沙钟都是使用一定数量的流体,通过测量流体在特定方式下流动所需的时间来表示固定的时间间隔。

随着社会的发展需求,对时钟精度的要求越来越高,于是石英钟出现了,它是通过石英钟内部稳定的石英振荡器来计时的。

随着科技发展的需要,石英钟逐渐不能满足人民对精密测量的需求,所以出现了精度更高的原子钟。

原子钟是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时。

由于这种辐射电磁波周期非常稳定,再加上利用一系列精密的仪器进行控制,原子钟的计时就可以非常准确了。

最初并且最常用于原子钟研制的元素有氢、铯、铷等碱金属。

原子钟的精度可以达到每100万年才误差1秒。

1967年,铯原子钟被用来进行“秒”定义,即为无干扰的133Cs原子基态两个超精细结构子能级之间微波频
率跃迁周期的9,192,631,770倍,也就是我们通常所说的国际原子时。

从此开启了原子“秒”的时间计量标准时代,直到现在的“秒”定义仍由铯原子喷泉钟保持。

脉冲星是另外一种独特的时间计量器具,它是一种高速旋转的致密中子星,自转周期非常稳定。

通过对脉冲星的计时观测,可以建立高精度的时空参考架。

利用脉冲星钟建立和保持的综合脉冲星时系统,有可能比目前的原子时系统具有更高的长期稳定度,并能独立地检测原子时的系统误差。

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