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Atomuhr – exakte Uhrzeit Schweiz
Natürlich verwenden wir auf Rechnerli.ch keine echte Atomuhr. In unserem Fall wird die Serverzeit genommen, die aber weltweit synchronisiert ist und daher die exakte Zeit darstellt.
So funktioniert eine Atomuhr
In einer Atomuhr geben nicht mechanische Schwingungen den Takt an, sondern die natürlichen Resonanzen der Atome. Diese Uhren zeichnen sich durch eine unvergleichliche Genauigkeit aus und bilden die Grundlage unserer modernen Zeitmessung.
Cäsium-Atome als Taktgeber
In den meisten Atomuhren dienen Cäsiumatome als Taktgeber. In einem aufwändigen Verfahren werden diese Atome in einem Ofen verdampft und in einem Vakuumtank zu einem Atomstrahl gebündelt.
Auswahl und Manipulation der Atome
Mit Hilfe von Magnetfeldern werden nur die Atome ausgewählt, die sich in einem definierten Energiezustand befinden. Diese Atome gelangen dann in einen Hohlraumresonator, in dem sie einem Mikrowellenfeld ausgesetzt werden.
Die genaue Funktionsweise einer Atomuhr ist sehr faszinierend. Lesen sie diesen Artikel als weiterführende Literatur.
Resonanz und Zustandsänderung
Die Mikrowellenstrahlung versetzt die Atome in Resonanz, wodurch sie mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit ihren Energiezustand wechseln. Durch geschickte Detektion der Atome kann die Frequenz des Mikrowellenfeldes genau bestimmt werden.
Die Definition der Sekunde
Die Frequenz des Mikrowellenfeldes ist so eingestellt, dass genau 9 192 631 770 Strahlungsperioden einer Sekunde entsprechen. Diese auf der Cäsium-Atomuhr basierende Definition der Sekunde ist die Grundlage des Internationalen Einheitensystems (SI).
Unerreichte Genauigkeit und vielfältige Anwendungen
Atomuhren ermöglichen hochpräzise Zeitmessungen und werden daher in vielen Bereichen eingesetzt, zum Beispiel in der Navigation (GPS), in der Telekommunikation, aber auch in der wissenschaftlichen Forschung.
Wechselwirkung zwischen Technik und Atomphysik
Die Funktionsweise der Atomuhr zeigt eindrucksvoll, wie moderne Technik und die Grundlagen der Atomphysik zusammenwirken, um eine präzise und zuverlässige Zeitmessung zu ermöglichen.
Quellen
- Webseite spektrum.de: Wie funktioniert eine Atomuhr?