IV Nanotechnologia Częstotliwość i zegary Piewsze zegary atomowe Definicja sekundy Cezowy zegar atomowy Rubidowy zegar atomowy Zastosowanie Stabilność zegarów atomowych Zegar wahadłowy ID: 816750
Download The PPT/PDF document "Zegary Atomowe Michał Mruczkiewicz" is the property of its rightful owner. Permission is granted to download and print the materials on this web site for personal, non-commercial use only, and to display it on your personal computer provided you do not modify the materials and that you retain all copyright notices contained in the materials. By downloading content from our website, you accept the terms of this agreement.
Slide1
Zegary Atomowe
Michał Mruczkiewicz
IV Nanotechnologia
Slide2Częstotliwość i zegary
Piewsze zegary atomowe
Definicja sekundy
Cezowy zegar atomowy
Rubidowy zegar atomowy
Zastosowanie
Stabilność zegarów atomowych
Slide3Zegar wahadłowy
Częstotliwość wahadła:
Aby wahadło znajdowało się w pozycji równowagowej co 1 s. częstotliwość drgań powinna wynosić 0.5 HZ. Długość nici powinna wynosić 0.9936 m.
Slide4Licznik
Slide5Jak zbudować zegar?
Slide6Pierwsze zegary atomowe
1949 r. -
E
.
Condon i H. Lyons z NBS (
US National Bureau of Standards) prezentują pierwszy zegar atomowy Wykorzystano molekuły amoniaku.
Slide7Pierwsze zegary atomowe
1955 r. - Pierwszy zegar atomowy bazujący na
drganiach atomów cezu-133.
L. Essen and J.V.L. Parry
, National Physical Laboratory
Slide8Dlaczego Cez?
Wiązki metali alkalicznych łatwo wykrywalne
Struktury nadsubtelne dokładnie zbadane
Stabilność zegara proporcjonalna do różnicy poziomów energetycznych
Cez posiada największą róznice tych poziomów w grupie metali alkalicznych, 9.2 GHz
Występuje naturalnie tylko w izotopowej formie Cs133
Slide9Sekunda
Jest to czas równy 9 192 631 770 okresów promieniowania odpowiadającego przejściu między dwoma poziomami F = 3 i F = 4 struktury nadsubtelnej stanu podstawowego
2
S
1/2
atomu cezu 133Cs (powyższa definicja odnosi się do atomu cezu w spoczynku w temperaturze 0 K).
Slide10Cez jest podgrzewany
Powstaje wiązka atomów
Wiązka jest rozdzielana przez pole magnetyczne
Atomy w niższym stanie energetycznym przechodzą do komory mikrofalowej
Padające fale mikrofalowe w okolicach 9.2 Ghz
Pole magnetyczne kieruje atomy z energią w stanie wyższym na detektor
Sterowanie falą magnetyczną i obróbka częśtotliwości
Standard Cezowy
Slide11Standard Cezowy
Slide12Standard Rubidowy
Transmisja światł lampy rubidowej zależy od częśtotliwości fali mikrofalowej
Układ steruje i konwertuje częśtotliwość
Slide13Standard Rubidowy
Lampa rubidowa emituje promieniowanie
Część promieniowania jest absorbowana przez filtr
Promieniowanie lampy powoduje inwersje obsadzeń w komórce rezonansowej
Absorbcja promieniowania mikrofalowego zwiększa absorbcje promieniowania lampy
Slide14Pomiar czasu
UTC -
Uniwersalny czas koordynowany
Wzorcowy czas bazujący na uśrednieniu czasu mierzonego przez wiele cezowych zegarów na całym świecie. Uwzględniający nieregularność ruchu obrotowego Ziemi i koordynowany względem czasu słonecznego (sekundy przestępne).
Slide15GPS - Global Positioning System
Satelity wysyłają sygnał do odbiorcy z istotnymi informacjami.
Na podstawie czasu przesyłania sygnału i geometrii, ustalane jest położenie odbiorcy.
Każdy satelita jest wyposażony w zegar atomowy
Slide16Galileo
Slide17Stabilność
Slide18Stabilność