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Atomuhr

Atomuhr

Funktion der Atomuhr?In Atomuhren wird die Eigenschaft von Atomen ausgenutzt, beim Übergang zwischen zwei Energiezuständen (Energieniveaus) elektromagnetische Wellen mit einer charakteristischen Schwingungsfrequenz f0 abstrahlen oder absorbieren zu können. Der Wert von f0 ergibt sich aus der Energiedifferenz beider Zustände, geteilt durch die Planck-Konstante. In Atomuhren werden Übergänge zwischen solchen Energieniveaus verwendet, die eine lange natürliche Lebensdauer besitzen und deren Lage nur wenig von elektrischen und magnetischen Feldern beeinflussbar ist. Geeignete Atome sind z. B. die Alkalien mit ihrer Hyperfeinstrukturaufspaltung des Grundzustandes.
Wo stehen Atomuhren und wer betreibt sie ?Atomuhren stehen z.B. in der Physikalisch-Technischen-Bundesanstalt in Braunschweig (PTB). Diese Atomuhren sind mit dem Zeitzeichensender in Mainflingen bei Frankfurt verbunden, welcher die Funkuhren steuert.
Zeiteinteilung

Wie lang ist eine Sekunde ganz genau?Eine Sekunde ist das 9 192 631 770-fache der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Nuklids 133Cs entsprechenden Strahlung.
Wie wird die Sekunde genau gemessen ?Die Definition weist schon auf die Methode hin, mit der die Sekunden dargestellt werden können: In einer Atomuhr werden Caesium-Atome mit Hilfe einer elektromagnetischen Strahlung dazu gebracht, von einem Energieniveau in ein anderes zu wechseln. Dieser Übergang funktioniert bei einer ganz bestimmten Frequenz (Periodendauer) der Strahlung besonders gut. Durch Abzählen der richtigen Zahl von Perioden (siehe Zahl oben) gewinnt man die Sekunde ausgesprochen präzise. Die Sekunde kann von allen SI-Basiseinheiten am genauesten realisiert werden: Die primäre Atomuhr CS2 der PTB weicht in einem Jahr nur um eine millionstel Sekunde von der "idealen" Sekunde ab. Aus den einzelnen Sekunden fügt sich die Zeitskala zusammen. Die Zeit, die in der PTB realisiert wird, ...

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