原子钟时间是什么

原子钟时间，世界标准时间是格林尼治时间为标准，这一标准时间要被原子钟时间代替。

原子钟是一种钟，它以原子共振频率标准来计算及保持时间的准确。原子钟是世界上已知最准确的时间测量和频率标准，也是国际时间和频率转换的基准，用来控制电视广播和全球定位系统卫星的讯号。

简介

格林尼治时间是以太阳经过格林尼治“本初子午线”的一刻为标准。但是，地球公转的速度略有差异，隔几年就得调一次时间。

1972年，科学家又引进了用原子钟对时的世界标准时。不过，每隔几年还是得配合太阳经过“本初子午线”的实际状况，加上闰秒，以跟上地球公转的速度。

是所有原子钟中最简便、最紧凑的一种。这种时钟使用一玻璃室的铷气，当周围的微波频率刚好合适时，就会按光学铷频率改变其光吸收率。 三种原子钟――铯原子钟、氢微波激射器和铷原子钟，都已成功的应用于太空、卫星以及地面控制。现今为止，在这三类中最精确的原子钟是铯原子钟，GPS卫星系统最终采用的就是铯原子钟。

此外，还可以通过使用激光束来防止铯原子前后高速移动，从而可以减少因多普勒效应而产生的轻微频率变化。 CPT原子钟 是利用原子的相干布局囚禁原理而实现的一种新型原子钟，也是目前从原理上唯一可实现微型化的原子钟，其体积、功耗比目前体积、功耗最小的铷原子钟相比还要小得多。最小的CPT原子钟可为手表尺寸，并用纽扣电池供电。由于这些特点，CPT原子钟在远程通讯系统定时、大范围通讯网络同步、武器装备的便携化等军、民应用方面具有很好的应用前景。例如，CPT频标应用于GPS接收机，可以显著提高导航定位精度。欧美等西方国家已经把便携式和微型化CPT频标的研发作列入国家战略发展目标。美国已经有两种商品CPT频标上市。

在现代科学技术飞跃发展的今天，原子能、航天技术和高能物理对时间的计量要求更加精密。一些同位素和各种粒子在百亿分之一秒内就蜕变。现代电子计算机在几千万分之一秒、几亿分之一秒，甚至十几亿分之一秒内要进行计算。

现代技术需要有一种更精确的国际标准时间。因为，如要有一秒钟误差，用六分仪导航的海员就可能产生1／4英里的偏差；相差1‰秒，宇宙飞船能飞出10米；每一秒钟，电子计算机可运算80万次……格林威治时间已不够精确，可是它已在世界上用惯了，需要有一个折衷办法来解决。

从60年代开始，国际时间局决定了世界协调的时间，使时间既保证了均匀性，又能反映出地球自转的特点。国际天文学界于1967年定义了原子秒，引进了原子时的计时系统。1967年，国际计量大会确定的秒长定义是“秒（S）是铯－133原子基态的两个超精细能级之间跃进所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间”。这就是说，原子钟采用了铯原子内部的某一运动状态计量时间。

原子钟是世界上最准确的钟。原来，原子内部的电子在跃迁时会辐射出电磁波，而它的跃迁频率是极其稳定的。利用这种电磁波来控制电子振荡器，从而控制钟的走时，这就是原子钟。

国际规定，在1958年元旦零时，原子时同世界时一致，而同历书时相差3215秒。这叫国际原子时，记作TAT。

从1972年元旦零时起，它通过专用无线电台广播世界时，由TAT改为协调世界时，记作UTC。所谓协调世界时，就是经过国际原子时协调的世界时。它既不同于国际原子时，又不同于原子的世界时。但是，它同国际原子时的差值，总是完整的秒数；它同TAT的差值，总是在09秒以内。

原子时能提供均匀的时间间隔，提供标准的秒长，这可以符合无线电、物理学等方面的需要，用它来量度时段是十分精确的。原子钟计算基本粒子“介子”的寿命约0000002秒；蜜蜂鼓动翅膀一次约需0005秒；宇宙飞船飞往月球时，每秒飞行了10公里；光在真空中每29992458分之一秒所走的距离是1个标准米。

协调世界时的秒长严格等于原子时的秒长，当它的时刻与世界时的时刻差超过09秒的时候，就在世界时上引进一个闰秒。

为了协调世界各国的时间计量工作，在法国巴黎设立了国际时间局。它保持着国际原子时尺度，并且为各国的授时中心提供准确的时间数据。

国际时间局每年进行两次调整，并通过标准时间电台向世界各地发射标准时间信号。增1秒叫正闰秒，减少1秒叫负闰秒。这样，可以把格林威治时间产生的误差调整过来。1979年除夕和1981年6月30日，世界时分别增加了1“闰秒”的修正时间，时间老人两次都迟到了。

这就是目前民用的世界时，也是天文测量、大地测量和人造卫星跟踪等工作所用的时间。

世界第一架原子钟——氨钟，是美国国家标准局于1949年制成的，这标志着时间计量和导时进入了新纪元。随后的十几年中，原子钟技术有了很大发展，先后又制成了铷钟、铯钟、氢钟等。到了1992年，原子钟已在世界上普遍使用。我国先后制成了铷原子钟和氢原子钟，在计时方面跨入了世界先进行列。

最准确的原子钟在美诞生

美国国家标准与技术局的科研小组日前宣布，他们成功地研制出一种新型光原子钟，其计算误差1亿年时间为1秒。这是迄今为止世界上最准确的时钟。

新型原子钟是一种光原子钟，其工作原理与微波原子钟所采用的基本原理相似，但不同的是新型原子钟利用的是可见光。由于光的频率比微波的高，所以能提供精度更高、更准确的计时。

科研小组负责人迪当斯博士说，目前最准确的原子钟是以铯原子的固有振动频率来调节的铯原子钟，它可以精确到计算1500万年时间误差仅为1秒，而光原子钟的准确度可能是目前铯原子钟的100至1000倍。科学家认为，新型光原子钟能使人们更精细地理解物质世界的时间，对基本物理常数作更精确地计量。由于准确计时对于高速数据传输、同步电视发送、银行转账结算、发送电子邮件、卫星轨道的精确控制、深太空导航以及航天器的对接等极为重要，新型光原子钟的应用将对上述领域产生重大影响。

在人类开发钟表技术的历程中，20世纪50年代出现的原子钟使计时达到“天文数字般”的准确。原子钟是根据原子固有振动而制成的，也就是精确测量出特定原子释放的微波频率。1967年，科学家采用铯原子钟技术以微波频率给“秒”作定义，即1秒钟等于“铯133原子两个基态能级的转换所经过的9， 192，631，770个辐射周期”所需要的时间。

据该科研小组发表在《科学》杂志上的论文介绍，他们发明的光原子钟是以一个冷却的汞离子（去掉一个电子的汞原子）的光频为基础设计的，汞离子的光频传到一个激光振荡器上，这个振荡器的作用像传统时钟的钟摆产生“滴答”动作一样。所不同的是，新的光原子钟每秒产生的“滴答”次数是1．064×1024，次数如此之多，研究人员不得不用借助于高速激光与光缆，以便“数”出这些“滴答”次数以达到计时目的。（王俊鸣）

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