時(shí)鐘跟蹤時(shí)間的流逝，它是通過(guò)計(jì)算諧振器的滴答聲來(lái)完成的。原子鐘使用原子的共振頻率作為其諧振器。 幻影C / 蓋蒂圖片社

　　如果您已閱讀 GPS 接收器的工作原理，你知道原子鐘對(duì)系統(tǒng)極為重要。您還經(jīng)常在科羅拉多州博爾德的新時(shí)鐘廣告中聽(tīng)到原子鐘，這些時(shí)鐘會(huì)自動(dòng)與原子鐘同步。原子鐘對(duì)各種科學(xué)工作也很重要。

　　因此，讓我們從時(shí)鐘的一般概念開(kāi)始。時(shí)鐘的工作是跟蹤時(shí)間的流逝。所有時(shí)鐘都通過(guò)計(jì)算“諧振器”的“滴答聲”來(lái)做到這一點(diǎn)。

　　在一個(gè) 擺鐘，諧振器是一個(gè)鐘擺和 齒輪 在時(shí)鐘中，通過(guò)計(jì)算鐘擺的回?cái)[動(dòng)(來(lái)回?cái)[動(dòng))來(lái)跟蹤時(shí)間。鐘擺通常以每秒一次擺動(dòng)的頻率共振。一個(gè) 數(shù)字時(shí)鐘 使用電力線上的振蕩(美國(guó)每秒 60 個(gè)周期，歐洲每秒 50 個(gè)周期)或 石英晶體 作為諧振器，并使用數(shù)字計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。時(shí)鐘的精度由諧振器在指定頻率下的精度決定。

　　一 原子鐘 是一個(gè)使用共振頻率的時(shí)鐘 原子 作為其諧振器。根據(jù) 大英百科全書，諧振器“由原子或分子的量子躍遷(能量變化)發(fā)射或吸收的微波電磁輻射的頻率調(diào)節(jié)”(參見(jiàn) 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院 以獲取過(guò)程的圖表和說(shuō)明。

　　這種方法的優(yōu)點(diǎn)是原子共振 非常 一致的頻率。如果你拿任何銫原子并要求它共振，它將以與任何其他銫原子完全相同的頻率共振。銫-133以每秒9，192，631，770個(gè)周期的速度振蕩。這種精度與 石英鐘.在石英鐘中，石英晶體的制造使其振蕩頻率接近某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率;但是制造公差導(dǎo)致每個(gè)晶體略有不同，溫度等因素會(huì)改變頻率。銫原子總是在 相同的已知頻率 ——這就是原子鐘如此精確的原因。