Çfarë është një orë atomike. Ora atomike. Cilat lloje të orëve atomike njohim?

Orët atomike janë instrumentet më të sakta për matjen e kohës që ekzistojnë sot dhe po bëhen gjithnjë e më të rëndësishme ndërsa teknologjia moderne zhvillohet dhe bëhet më komplekse.

Parimi i funksionimit

Orët atomike mbajnë kohën e saktë jo falë zbërthimit radioaktiv, siç mund të sugjerojë emri i tyre, por duke përdorur dridhjet e bërthamave dhe elektroneve që i rrethojnë. Frekuenca e tyre përcaktohet nga masa e bërthamës, graviteti dhe "balancuesi" elektrostatik midis bërthamës së ngarkuar pozitivisht dhe elektroneve. Kjo nuk korrespondon plotësisht me një lëvizje të rregullt të orës. Orët atomike janë ruajtës më të besueshëm të kohës sepse lëkundjet e tyre nuk ndryshojnë në varësi të faktorëve mjedisorë si lagështia, temperatura ose presioni.

Evolucioni i orëve atomike

Me kalimin e viteve, shkencëtarët kanë kuptuar se atomet kanë frekuenca rezonante që lidhen me aftësinë e secilit për të absorbuar dhe lëshuar rrezatim elektromagnetik. Në vitet 1930 dhe 1940, komunikimet me frekuencë të lartë dhe pajisjet e radarit u zhvilluan që mund të ndërlidheshin me frekuencat e rezonancës së atomeve dhe molekulave. Kjo kontribuoi në idenë e një ore.

Shembujt e parë u ndërtuan në vitin 1949 nga Instituti Kombëtar i Standardeve dhe Teknologjisë (NIST). Amoniaku u përdor si një burim vibrimi. Megjithatë, ato nuk ishin shumë më të sakta se standardi ekzistues i kohës, dhe ceziumi u përdor në gjeneratën e ardhshme.

Standard i ri

Ndryshimi në saktësinë e matjes së kohës ishte aq i madh sa në 1967 Konferenca e Përgjithshme mbi Peshat dhe Masat e përcaktoi SI të dytën si 9,192,631,770 dridhje të një atomi ceziumi në frekuencën e tij rezonante. Kjo do të thoshte se koha nuk ishte më e lidhur me lëvizjen e Tokës. Ora atomike më e qëndrueshme në botë u krijua në vitin 1968 dhe u përdor si pjesë e sistemit të matjes së kohës NIST deri në vitet 1990.

Makinë përmirësimi

Një nga përparimet më të fundit në këtë fushë është ftohja me lazer. Kjo përmirësoi raportin sinjal-zhurmë dhe zvogëloi pasigurinë në sinjalin e orës. Strehimi i këtij sistemi ftohës dhe pajisjeve të tjera të përdorura për të përmirësuar orët e ceziumit do të kërkonte hapësirë ​​sa një makinë hekurudhore, megjithëse versionet komerciale mund të futeshin në një valixhe. Një nga këto instalime laboratorike ruan kohën në Boulder, Kolorado, dhe është ora më e saktë në Tokë. Ata gabojnë vetëm 2 nanosekonda në ditë, ose 1 sekondë në 1.4 milionë vjet.

Teknologji komplekse

Kjo saktësi e madhe është rezultat i një procesi kompleks prodhimi. Së pari, ceziumi i lëngshëm vendoset në një furrë dhe nxehet derisa të kthehet në gaz. Atomet metalike dalin me shpejtësi të madhe përmes një hapjeje të vogël në furre. Elektromagnetët bëjnë që ato të ndahen në rreze të veçanta me energji të ndryshme. Rrezja e kërkuar kalon nëpër një vrimë në formë U, dhe atomet rrezatohen me energji mikrovalore me një frekuencë prej 9,192,631,770 Hz. Falë kësaj, ata janë të ngazëllyer dhe kalojnë në një gjendje tjetër energjie. Fusha magnetike filtron më pas gjendjet e tjera energjetike të atomeve.

Detektori reagon ndaj ceziumit dhe tregon një maksimum në vlerën e saktë të frekuencës. Kjo është e nevojshme për të konfiguruar oshilatorin e kuarcit që kontrollon mekanizmin e orës. Duke pjesëtuar frekuencën e tij me 9.192.631.770 jepet një puls për sekondë.

Jo vetëm cezium

Edhe pse orët më të zakonshme atomike përdorin vetitë e ceziumit, ka lloje të tjera. Ato ndryshojnë në elementin e përdorur dhe mjetet për përcaktimin e ndryshimeve në nivelin e energjisë. Materiale të tjera janë hidrogjeni dhe rubidiumi. Orët atomike të hidrogjenit funksionojnë në mënyrë të ngjashme me orët e ceziumit, por kërkojnë një enë me mure të bërë nga një material i veçantë që parandalon që atomet të humbasin energjinë shumë shpejt. Orët Rubidium janë më të thjeshtat dhe më kompaktet. Në to, një qelizë qelqi e mbushur me gaz rubidium ndryshon thithjen e dritës kur ekspozohet ndaj frekuencës ultra të lartë.

Kush ka nevojë për kohën e saktë?

Sot, koha mund të matet me saktësi ekstreme, por pse është e rëndësishme kjo? Kjo është e nevojshme në sisteme të tilla si telefonat celularë, interneti, GPS, programet e aviacionit dhe televizioni dixhital. Në pamje të parë kjo nuk është e qartë.

Një shembull se si përdoret koha e saktë është në sinkronizimin e paketave. Mijëra thirrje telefonike kalojnë përmes linjës mesatare të komunikimit. Kjo është e mundur vetëm sepse biseda nuk transmetohet plotësisht. Kompania e telekomunikacionit e ndan atë në pako të vogla dhe madje anashkalon disa nga informacionet. Më pas ato kalojnë përmes linjës së bashku me paketat e bisedave të tjera dhe rikthehen në skajin tjetër pa u përzier. Sistemi i orës së centralit telefonik mund të përcaktojë se cilat pako i përkasin një bisede të caktuar në kohën e saktë të dërgimit të informacionit.

GPS

Një zbatim tjetër i kohës së saktë është një sistem pozicionimi global. Ai përbëhet nga 24 satelitë që transmetojnë koordinatat dhe kohën e tyre. Çdo marrës GPS mund të lidhet me ta dhe të krahasojë kohët e transmetimit. Dallimi i lejon përdoruesit të përcaktojë vendndodhjen e tyre. Nëse këto orë nuk do të ishin shumë të sakta, atëherë sistemi GPS do të ishte jopraktik dhe jo i besueshëm.

Kufiri i perfeksionit

Me zhvillimin e teknologjisë dhe orëve atomike u bënë të dukshme pasaktësitë e Universit. Toka lëviz në mënyrë të pabarabartë, duke shkaktuar ndryshime të rastësishme në gjatësinë e viteve dhe ditëve. Në të kaluarën, këto ndryshime do të kishin kaluar pa u vënë re, sepse mjetet për matjen e kohës ishin shumë të pasakta. Megjithatë, për shumë zhgënjimin e studiuesve dhe shkencëtarëve, koha e orëve atomike duhet të rregullohet për të kompensuar anomalitë e botës reale. Ato janë mjete të mahnitshme që ndihmojnë në avancimin e teknologjisë moderne, por përsosmëria e tyre është e kufizuar nga kufijtë e vendosur nga vetë natyra.

Një shtysë e re në zhvillimin e pajisjeve për matjen e kohës dhanë fizikanët atomikë.

Në vitin 1949, u ndërtua ora e parë atomike, ku burimi i lëkundjeve nuk ishte një lavjerrës ose një oshilator kuarci, por sinjale të lidhura me kalimin kuantik të një elektroni midis dy niveleve të energjisë të një atomi.

Në praktikë, orët e tilla rezultuan të mos ishin shumë të sakta, për më tepër, ato ishin të mëdha dhe të shtrenjta dhe nuk u përdorën gjerësisht. Më pas u vendos që t'i drejtohej elementit kimik cezium. Dhe në 1955, u shfaqën orët e para atomike të bazuara në atomet e ceziumit.

Në vitin 1967, u vendos të kalonte në standardin e kohës atomike, pasi rrotullimi i Tokës po ngadalësohet dhe madhësia e këtij ngadalësimi nuk është konstante. Kjo e bëri shumë më të vështirë punën e astronomëve dhe mbajtësve të kohës.

Toka aktualisht rrotullohet me një shpejtësi prej rreth 2 milisekonda në 100 vjet.

Luhatjet në gjatësinë e ditës arrijnë edhe në të mijëtat e sekondës. Prandaj, saktësia e kohës mesatare të Greenwich (përgjithësisht e pranuar si një standard global që nga viti 1884) është bërë e pamjaftueshme. Në vitin 1967, ndodhi kalimi në standardin e kohës atomike.

Sot, një sekondë është një periudhë kohore saktësisht e barabartë me 9,192,631,770 periudha rrezatimi, që korrespondon me kalimin midis dy niveleve hiperfine të gjendjes bazë të atomit të Cesium 133.

Aktualisht, Koha e Koordinuar Universale përdoret si shkallë kohore. Ai është formuar nga Byroja Ndërkombëtare e Peshave dhe Masave duke kombinuar të dhëna nga laboratorët e ruajtjes së kohës të vendeve të ndryshme, si dhe të dhëna nga Shërbimi Ndërkombëtar i Rrotullimit të Tokës. Saktësia e tij është pothuajse një milion herë më e lartë se koha mesatare astronomike e Greenwich.

Është zhvilluar një teknologji që do të zvogëlojë rrënjësisht madhësinë dhe koston e orëve atomike ultra precize, gjë që do të bëjë të mundur përdorimin e gjerë të tyre në pajisjet celulare për një larmi qëllimesh. Shkencëtarët ishin në gjendje të krijonin një standard kohor atomik me përmasa ultra të vogla. Orë të tilla atomike konsumojnë më pak se 0,075 W dhe kanë një gabim jo më shumë se një sekondë në 300 vjet.

Një grup kërkimor amerikan ka arritur të krijojë një standard atomik ultra-kompakt. Është bërë e mundur të fuqizohen orët atomike nga bateritë e zakonshme AA. Orët atomike jashtëzakonisht të sakta, zakonisht të paktën një metër të larta, vendoseshin në një vëllim prej 1.5x1.5x4 mm

Një orë atomike eksperimentale e bazuar në një jon të vetëm merkuri është zhvilluar në SHBA. Ato janë pesë herë më të sakta se ceziumi, i cili pranohet si standard ndërkombëtar. Orët e ceziumit janë aq të sakta sa që do të duhen 70 milionë vjet që të arrihet një mospërputhje prej një sekonde, ndërsa për orët me merkur kjo periudhë do të jetë 400 milionë vjet.

Në vitin 1982, një objekt i ri astronomik - një pulsar milisekonda - ndërhyri në mosmarrëveshjen midis përkufizimit astronomik të standardit të kohës dhe orës atomike që e fitoi atë. Këto sinjale janë po aq të qëndrueshme sa orët më të mira atomike

A e dinit?

Orët e para në Rusi

Në vitin 1412 në Moskë, në oborrin e Dukës së Madhe pas kishës së Ungjillit u vendos një orë dhe u bë nga Llazari, një murg serb i ardhur nga toka serbe. Fatkeqësisht, asnjë përshkrim i këtyre orëve të para në Rusi nuk është ruajtur.

Si u shfaq ora tingëlluese në Kullën Spasskaya të Kremlinit të Moskës?

Në shekullin e 17-të, anglezi Christopher Galloway bëri zile për Kullën Spasskaya: rrethi i orës ishte i ndarë në 17 sektorë, e vetmja akrep i orës ishte i palëvizshëm, i drejtuar poshtë dhe tregonte një numër në numërues, por numri vetë rrotullohej.

Viti i kaluar, 2012, shënoi dyzet e pesë vjet që kur njerëzimi vendosi të përdorte matjen e kohës atomike për të matur kohën sa më saktë që të ishte e mundur. Në vitin 1967, kategoria ndërkombëtare e kohës pushoi së përcaktuari nga shkallët astronomike - ato u zëvendësuan nga standardi i frekuencës së ceziumit. Ishte ai që mori emrin tani popullor - ora atomike. Koha e saktë që ata lejojnë për të përcaktuar ka një gabim të parëndësishëm prej një sekonde për tre milionë vjet, gjë që i lejon ato të përdoren si një standard kohor në çdo cep të botës.

Pak histori

Vetë ideja e përdorimit të dridhjeve atomike për matjen ultra të saktë të kohës u shpreh për herë të parë në vitin 1879 nga fizikani britanik William Thomson. Ky shkencëtar propozoi përdorimin e hidrogjenit si një emetues i atomeve rezonatore. Përpjekjet e para për të zbatuar idenë u bënë vetëm në vitet '40. shekulli i njëzetë. Ora e parë atomike e punës në botë u shfaq në vitin 1955 në Britaninë e Madhe. Krijuesi i tyre ishte fizikani eksperimental britanik Dr. Louis Essen. Këto orë funksiononin në bazë të dridhjeve të atomeve të cezium-133 dhe falë tyre, shkencëtarët më në fund arritën të masin kohën me saktësi shumë më të madhe se më parë. Pajisja e parë e Essen lejoi një gabim jo më shumë se një sekondë për çdo njëqind vjet, por më pas u rrit shumë herë dhe gabimi për sekondë mund të grumbullohet vetëm në 2-3 qindra milion vjet.

Ora atomike: parimi i funksionimit

Si funksionon kjo "pajisje" e zgjuar? Orët atomike përdorin molekula ose atome në nivelin kuantik si gjenerator të frekuencës rezonante. vendos një lidhje midis sistemit "bërthamë atomike - elektrone" dhe disa niveleve diskrete të energjisë. Nëse një sistem i tillë ndikohet me një frekuencë të specifikuar rreptësisht, atëherë do të ndodhë një kalim i këtij sistemi nga një nivel i ulët në një nivel të lartë. Procesi i kundërt është gjithashtu i mundur: kalimi i një atomi nga një nivel më i lartë në një më të ulët, i shoqëruar nga emetimi i energjisë. Këto dukuri mund të kontrollohen dhe të gjitha kërcimet e energjisë mund të regjistrohen duke krijuar diçka si një qark oshilator (i quajtur edhe një oshilator atomik). Frekuenca e saj rezonante do të korrespondojë me diferencën e energjisë midis niveleve fqinje të tranzicionit atomik, pjesëtuar me konstanten e Planck-ut.

Një qark i tillë oscilues ka përparësi të pamohueshme në krahasim me paraardhësit e tij mekanikë dhe astronomikë. Për një oshilator të tillë atomik, frekuenca rezonante e atomeve të çdo substance do të jetë e njëjtë, gjë që nuk mund të thuhet për lavjerrësit dhe piezokristalet. Përveç kësaj, atomet nuk i ndryshojnë vetitë e tyre me kalimin e kohës dhe nuk konsumohen. Prandaj, orët atomike janë kronometra jashtëzakonisht të saktë dhe praktikisht të përhershëm.

Koha e saktë dhe teknologjitë moderne

Rrjetet e telekomunikacionit, komunikimet satelitore, GPS, serverët NTP, transaksionet elektronike në bursë, ankandet në internet, procedura e blerjes së biletave përmes internetit - të gjitha këto dhe shumë fenomene të tjera janë vendosur fort prej kohësh në jetën tonë. Por nëse njerëzimi nuk do të kishte shpikur orët atomike, e gjithë kjo thjesht nuk do të kishte ndodhur. Koha e saktë, sinkronizimi me të cilin ju lejon të minimizoni çdo gabim, vonesë dhe vonesë, i lejon një personi të përfitojë sa më shumë nga ky burim i paçmuar i pazëvendësueshëm, nga i cili nuk ka kurrë shumë.

Shpesh dëgjojmë shprehjen se orët atomike tregojnë gjithmonë kohën e saktë. Por nga emri i tyre është e vështirë të kuptohet pse orët atomike janë më të sakta ose si funksionojnë ato.

Vetëm për shkak se emri përmban fjalën "atomike" nuk do të thotë që ora përbën rrezik për jetën, edhe nëse menjëherë vijnë në mendje mendimet për një bombë atomike ose një central bërthamor. Në këtë rast, ne po flasim vetëm për parimin e funksionimit të orës. Nëse në një orë të zakonshme mekanike lëvizjet osciluese kryhen me ingranazhe dhe lëvizjet e tyre numërohen, atëherë në një orë atomike numërohen lëkundjet e elektroneve brenda atomeve. Për të kuptuar më mirë parimin e funksionimit, le të kujtojmë fizikën e grimcave elementare.

Të gjitha substancat në botën tonë përbëhen nga atome. Atomet përbëhen nga protone, neutrone dhe elektrone. Protonet dhe neutronet bashkohen me njëri-tjetrin për të formuar një bërthamë, e cila quhet edhe një nukleon. Elektronet lëvizin rreth bërthamës, e cila mund të jetë në nivele të ndryshme energjie. Gjëja më interesante është se kur thith ose lëshon energji, një elektron mund të lëvizë nga niveli i tij i energjisë në një nivel më të lartë ose më të ulët. Një elektron mund të marrë energji nga rrezatimi elektromagnetik, duke thithur ose lëshuar rrezatim elektromagnetik të një frekuence të caktuar me çdo tranzicion.

Më shpesh ka orë në të cilat atomet e elementit Cesium -133 përdoren për ndryshim. Nëse në 1 sekondë lavjerrësi orë e rregullt bën 1 lëvizje osciluese, pastaj elektronet në orët atomike bazuar në Cesium-133, kur kalojnë nga një nivel energjie në tjetrin, ato lëshojnë rrezatim elektromagnetik me një frekuencë prej 9192631770 Hz. Rezulton se një sekondë ndahet pikërisht në këtë numër intervalesh nëse llogaritet në orë atomike. Kjo vlerë u miratua zyrtarisht nga komuniteti ndërkombëtar në 1967. Imagjinoni një numërues të madh me jo 60, por 9192631770 ndarje, të cilat përbëjnë vetëm 1 sekondë. Nuk është për t'u habitur që orët atomike janë kaq të sakta dhe kanë një sërë avantazhesh: atomet nuk i nënshtrohen plakjes, nuk konsumohen dhe frekuenca e lëkundjeve do të jetë gjithmonë e njëjtë për një element kimik, falë të cilit është e mundur të Krahasoni në mënyrë sinkrone, për shembull, leximet e orëve atomike larg në hapësirë ​​dhe në Tokë, pa frikë nga gabimet.

Falë orëve atomike, njerëzimi ishte në gjendje të testonte në praktikë korrektësinë e teorisë së relativitetit dhe të sigurohej që ajo është më e mirë se në Tokë. Orët atomike janë instaluar në shumë satelitë dhe anije kozmike; ato përdoren për nevoja telekomunikacioni, për komunikime celulare dhe përdoren për të krahasuar kohën e saktë në të gjithë planetin. Pa ekzagjerim, ishte falë shpikjes së orëve atomike që njerëzimi ishte në gjendje të hynte në epokën e teknologjisë së lartë.

Si funksionojnë orët atomike?

Cezium-133 nxehet duke avulluar atomet e ceziumit, të cilët kalohen përmes një fushe magnetike, ku zgjidhen atomet me gjendjet e dëshiruara energjetike.

Atomet e zgjedhura më pas kalojnë nëpër një fushë magnetike me një frekuencë afër 9192631770 Hz, e cila krijohet nga një oshilator kuarci. Nën ndikimin e fushës, atomet e ceziumit ndryshojnë përsëri gjendjet energjetike dhe bien në një detektor, i cili regjistron se kur numri më i madh i atomeve hyrëse do të ketë gjendjen "e saktë" të energjisë. Numri maksimal i atomeve me një gjendje energjie të ndryshuar tregon që frekuenca e fushës së mikrovalës është zgjedhur saktë, dhe më pas vlera e saj futet në një pajisje elektronike - një ndarës frekuence, i cili, duke reduktuar frekuencën me një numër të plotë herë, merr numri 1, i cili është referenca e dytë.

Kështu, atomet e ceziumit përdoren për të kontrolluar frekuencën e saktë të fushës magnetike të prodhuar nga oshilatori kristal, duke ndihmuar në ruajtjen e saj në një vlerë konstante.

Kjo eshte interesante: Megjithëse orët aktuale atomike janë jashtëzakonisht të sakta dhe mund të funksionojnë për miliona vjet pa gabime, fizikanët nuk do të ndalen me kaq. Duke përdorur atome të elementeve të ndryshëm kimikë, ata vazhdimisht po punojnë për të përmirësuar saktësinë e orëve atomike. Ndër shpikjet më të fundit është ora atomike stroncium, të cilat janë tre herë më të sakta se homologu i tyre i ceziumit. Për të mbetur pas vetëm një sekondë, atyre do t'u duhen 15 miliardë vjet - kohë që tejkalon moshën e Universit tonë...

Nëse gjeni një gabim, ju lutemi theksoni një pjesë të tekstit dhe klikoni Ctrl+Enter.

A keni vënë re ndonjëherë se orët tuaja në shtëpinë tuaj tregojnë kohë të ndryshme? Dhe si e dini se cili nga të gjitha opsionet është i saktë? Ne do të mësojmë përgjigjet e të gjitha këtyre pyetjeve duke studiuar plotësisht parimin e funksionimit të orëve atomike.

Ky artikull është menduar për personat mbi 18 vjeç

A keni mbushur tashmë 18 vjeç?

Ora atomike: përshkrimi dhe parimi i funksionimit

Le të kuptojmë së pari se çfarë është mekanizmi i orës atomike. Një orë atomike është një pajisje me të cilën matet koha, por ajo përdor dridhjet e veta si periodicitet të procesit, dhe gjithçka ndodh në nivelin atomik dhe molekular. Prandaj një saktësi e tillë.

Është e sigurt të thuhet se orët atomike janë më të sakta! Falë tyre funksionon interneti dhe navigimi GPS në botë; ne e dimë vendndodhjen e saktë të planetëve në sistemin diellor. Gabimi i kësaj pajisjeje është aq minimal sa mund të themi me siguri se ato janë të klasit botëror! Falë orës atomike, ndodh i gjithë sinkronizimi i botës; dihet se ku ndodhen ndryshime të caktuara.

Kush e shpiku, kush krijoi dhe gjithashtu kush doli me këtë orë mrekullie?

Në fillim të viteve dyzet të shekullit të njëzetë, dihej për rrezen atomike të rezonancës magnetike. Në fillim, aplikimi i saj nuk kishte të bënte me orët - ishte vetëm një teori. Por tashmë në 1945, Isidor Rabi propozoi krijimin e një pajisjeje, koncepti i së cilës ishte se ata do të punonin bazuar në teknikën e përshkruar më sipër. Por ato ishin të dizajnuara në atë mënyrë që të mos tregonin rezultate të sakta. Dhe tashmë në 1949, Byroja Kombëtare e Standardeve njoftoi të gjithë botën për krijimin e orës së parë atomike, e cila bazohej në përbërjet molekulare të amoniakut, dhe tashmë në 1952, teknologjitë u zotëruan për të krijuar një prototip të bazuar në atomet e ceziumit.

Duke dëgjuar për atomet e amoniakut dhe ceziumit, lind pyetja: a është radioaktive kjo orë e mrekullueshme? Përgjigja është e qartë - jo! Nuk ka prishje atomike në to.

Në ditët e sotme, ka shumë materiale nga të cilat bëhen orët atomike. Për shembull, ky është silikoni, kuarci, alumini dhe madje edhe argjendi.

Si funksionon pajisja?

Le të kuptojmë se si duket një orë e energjisë atomike dhe si funksionon. Për ta bërë këtë, ne ofrojmë një përshkrim të punës së tyre:

Për funksionimin e saktë të kësaj ore të veçantë, nuk nevojitet as një lavjerrës dhe as një oshilator kuarci. Ata përdorin sinjale që dalin nga kalimi kuantik i një elektroni të vetëm midis dy niveleve të energjisë të një atomi. Si rezultat, ne jemi në gjendje të vëzhgojmë një valë elektromagnetike. Me fjalë të tjera, marrim luhatje të shpeshta dhe një nivel jashtëzakonisht të lartë të stabilitetit të sistemit. Çdo vit, për shkak të zbulimeve të reja, proceset modernizohen. Pak kohë më parë, specialistë nga Instituti Kombëtar i Standardeve dhe Teknologjisë (NIST) u bënë mbajtës të rekordeve, duke vendosur një rekord absolut botëror. Ata ishin në gjendje të sillnin saktësinë e orës atomike (bazuar në stroncium) në devijimin shumë minimal, domethënë: në 15 miliardë vjet, një sekondë kalon. Po, po, nuk e keni menduar kështu, kjo është pikërisht mosha që i është caktuar aktualisht Universit tonë. Ky është një zbulim kolosal! Në fund të fundit, ishte stroncium që luajti rolin më të rëndësishëm në këtë rekord. Një analog i "këpushave" ishin atomet e lëvizshme të stronciumit në rrjetën e saj hapësinore, të cilat shkencëtarët krijuan duke përdorur një lazer. Si gjithmonë në shkencë, në teori gjithçka duket magjepsëse dhe tashmë e përmirësuar, por paqëndrueshmëria e një sistemi të tillë mund të rezultojë të jetë më pak e gëzueshme në praktikë. Është pikërisht për shkak të paqëndrueshmërisë së saj që pajisja e ceziumit ka fituar popullaritet në mbarë botën.

Tani le të shohim se nga përbëhet një pajisje e tillë. Detajet kryesore këtu janë:

• diskriminues kuantik;
• gjenerator kuarci;
• elektronikë.

Një oshilator kuarci është i ngjashëm me një vetë-oshilator, por për të prodhuar një element rezonant, ai përdor mënyra piezoelektrike të një kristali kuarci.

Duke pasur një diskriminues kuantik dhe një oshilator kuarci, nën ndikimin e frekuencës së tyre, ato krahasohen dhe kur zbulohet një ndryshim, qarku i reagimit kërkon që oshilatori i kuarcit të përshtatet në vlerën e kërkuar dhe të rrisë stabilitetin dhe saktësinë. Si rezultat, në dalje shohim vlerën e saktë në dial, dhe për rrjedhojë kohën e saktë.

Modelet e hershme ishin mjaft të mëdha në përmasa, por në tetor 2013, kompania Bathys Hawaii bëri bujë duke lëshuar një orë dore miniaturë atomike.Në fillim të gjithë e morën këtë deklaratë si shaka, por shpejt u bë e qartë se ishte me të vërtetë e vërtetë, dhe funksionon në bazë të një burimi atomik Cesium 133 Siguria e pajisjes sigurohet nga fakti se elementi radioaktiv është i përmbajtur në formën e një gazi në një kapsulë të veçantë.Fotot e kësaj pajisjeje janë përhapur në të gjithë botën.

Shumë njerëz në temën e orëve atomike janë të interesuar për çështjen e burimit të energjisë. Një bateri litium-jon përdoret si bateri. Por mjerisht, ende nuk dihet se sa do të zgjasë një bateri e tillë.

Ora e BathysHawaii ishte me të vërtetë ora e parë e dorës atomike. Më parë, kishte raste të njohura të lëshimit të një pajisjeje relativisht të lëvizshme, por, për fat të keq, ajo nuk kishte një burim energjie atomike, por sinkronizohej vetëm me një orë reale dimensionale përmes radios pa tel. Vlen gjithashtu të përmendet kostoja e një vegël të tillë. Kënaqësia vlerësohej në 12 mijë dollarë amerikanë. Ishte e qartë se me një çmim të tillë ora nuk do të fitonte popullaritet të gjerë, por kompania nuk u përpoq për këtë, sepse e lëshoi ​​atë në një grup shumë të kufizuar.

Ne njohim disa lloje të orëve atomike. Nuk ka dallime të rëndësishme në dizajnin dhe parimet e tyre, por ka ende disa dallime. Pra, kryesoret janë mjetet e gjetjes së ndryshimeve dhe elementet e tyre. Mund të dallohen llojet e mëposhtme të orëve:

1. Hidrogjeni. Thelbi i tyre qëndron në faktin se atomet e hidrogjenit mbështeten në nivelin e kërkuar të energjisë, por muret janë bërë nga një material i veçantë. Bazuar në këtë, arrijmë në përfundimin se janë atomet e hidrogjenit që shumë shpejt humbasin gjendjen e tyre energjetike.
2. Cezium. Ato bazohen në trarët e ceziumit. Vlen të përmendet se këto orë janë më të sakta.
3. Rubidiumi. Ato janë më të thjeshtat dhe shumë kompakte.

Siç u përmend më herët, orët atomike janë një vegël shumë e shtrenjtë. Kështu, ora e xhepit Hoptroff nr. 10 është një përfaqësues i ndritshëm i një brezi të ri lodrash. Çmimi i një aksesori kaq elegant dhe shumë preciz është 78 mijë dollarë. Janë prodhuar vetëm 12 kopje. Mekanizmi i kësaj pajisjeje përdor një sistem lëkundës me frekuencë të lartë, i cili është i pajisur edhe me një sinjal GPS.

Kompania nuk u ndal me kaq, dhe në versionin e saj të dhjetë të orës dëshiron të përdorë metodën e vendosjes së mekanizmit në një kuti ari, e cila do të printohet në një printer popullor 3D. Ende nuk është llogaritur saktësisht se sa ari do të përdoret për këtë version të kasës, por çmimi i vlerësuar me pakicë i kësaj kryevepre tashmë dihet - ishte rreth 50 mijë sterlina. Dhe ky nuk është çmimi përfundimtar, megjithëse merr parasysh të gjitha vëllimet e kërkimit, si dhe risinë dhe veçantinë e vetë veglës.

Fakte historike rreth përdorimit të orëve

Si mund të flasim për orët atomike pa përmendur faktet më interesante që lidhen me to dhe kohën në përgjithësi:

1. A e dini se ora më e vjetër diellore është gjetur në Egjiptin e lashtë?
2. Gabimi i orëve atomike është minimal - është vetëm 1 sekondë për 6 milion vjet.
3. Të gjithë e dinë se ka 60 sekonda në një minutë. Por pak njerëz janë thelluar në sa milisekonda janë në një sekondë? Dhe nuk ka shumë dhe jo pak prej tyre - një mijë!
4. Çdo turist që ishte në gjendje të vizitonte Londrën gjithmonë donte të shihte Big Benin me sytë e tij. Por për fat të keq, jo shumë njerëz e dinë se Big Ben nuk është aspak një kullë, por emri i një kambane të madhe që peshon 13 tonë dhe kumbon brenda kullës.
5. A keni menduar ndonjëherë pse akrepat e orëve tona shkojnë nga e majta në të djathtë ose, siç thoshim ne, "në drejtim të akrepave të orës"? Ky fakt lidhet drejtpërdrejt me mënyrën se si hija lëviz në një orë diellore.
6. Orët e para të dorës u shpikën në 1812. Ato u bënë nga themeluesi i Breguet për Mbretëreshën e Napolitanit.
7. Para Luftës së Parë Botërore, orët e dorës konsideroheshin vetëm një aksesor për femra, por shumë shpejt, për shkak të komoditetit, ato u zgjodhën edhe nga pjesa mashkullore e popullsisë.