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原子钟是如何工作的呢?

发布时间:2022-09-27 作者:朱玺 来源:航天科工203所供稿 浏览:3307
  作为世界上最准确的时钟,原子钟是如何工作的呢?
  原子钟的核心,是氢、铷、铯等科学家们精心选出的原子。当原子核外电子飞行的轨道发生变化时,会吸收或释放恒定频率的电磁波,即我们所说的振荡频率。原子钟工作的重点,便是将这个振荡频率提取出来,作为衡量时间的尺,并转化为我们熟知的秒信号。
  对于不同的原子,提取振荡频率的方法是不同的。我们以铷原子钟为例进行说明。将特定的激光场施加在铷原子群上,原子内的电子吸收光子,飞行轨道发生改变,激光场能量也相应降低。当所有铷原子均完成这一过程后,激光场能量将不再发生变化。此时,给铷原子加上一个微波场,当微波场的频率与铷原子的振荡频率相等时,铷原子中的电子会纷纷从新轨道跳回最初的轨道上,这时,铷原子又要开始吸收光子,激光场能量发生波动。因此,随着我们改变微波场的频率,当检测到激光光强变弱时,便得到了铷原子的振荡频率。有了这个频率信号之后,我们可以将它转变成1PPS信号,即一系列间隔为一秒的脉冲信号,就变为我们熟悉的时间信号进行输出,告诉我们时、分、秒。
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