Đồng hồ nguyên tử là gì ? là đồng hồ điều tiết thời gian theo trạng thái dao động của tần số nguyên tử. Tần số dao động của nguyên tử là không đổi và có khả năng đo được

Trong bài viết dưới đây mình sẽ giới thiệu tới các bạn Đồng hồ nguyên tử là gì ? và nguyên lý hoạt động . Hãy cùng mình theo dõi bài viết bên dưới nhé !

1. Đồng hồ nguyên tử là gì?

Đầu tiên là đồng hồ nguyên tử khác với bom nguyên tử nhé, đồng hồ nguyên tử không có khả năng giận dữ phân rã nguyên tử để phát nổ nên bạn cứ an tâm.

Đồng hồ nguyên tử là đồng hồ điều tiết thời gian theo trạng thái dao động của nguyên tử. Tần số dao động của nguyên tử là không đổi và có khả năng đo được, vì vậy đồng hồ nguyên tử là loại đồng hồ chính xác nhất cho tới nay.

Đồng hồ nguyên tử là gì?
Đồng hồ nguyên tử là gì?

Một chiếc đồng hồ nguyên tử nổi bật nhất

Loại nguyên tử được sử dụng trong đồng hồ nguyên tử đã thay đổi liên tục theo thời gian kể từ khi loại đồng hồ này ra đời. Bắt đầu là phân tử Amoniac, hiện tại là Cesium, Rubidium, Hydro, Strontium, … Và tương lai có lẽ sẽ là dựa trên hạt nhân hoặc ánh sáng.

đồng hồ nguyên tử

Cỗ máy đồng hồ quang học ion.

   1. Đồng hồ nguyên tử  là gì ?có chuẩn xác không?

Dựa trên tần số dao động của nguyên tử là không đổi và có khả năng đo được, bởi vậy đồng hồ nguyên tử là loại đồng hồ chính xác nhất cho tới nay.

Một chiếc đồng hồ cơ chính xác nhất có độ sai số khoảng từ -4 đến +6 giây/ngày. Còn đồng hồ pin tốt nhất có độ chuẩn xác +-2 giây sau 10 ngày, trong lúc đó đồng hồ nguyên tử lại có độ chuẩn xác tuyệt vời đối.

Một chiếc đồng hồ nguyên tử của Citizen

Với sự ra đời của đồng hồ nguyên tử, các nhà khoa học đã có khả năng đưa rõ ra mức tiêu chuẩn cho cơ quan một giây (độ chuẩn xác đồng hồ nguyên tử thường có giá trị khoảng 10 − 14 (chênh lệch 1 giây sau 3 triệu năm).

Cấp độ chính xác thời gian đáng kinh ngạc có vai trò cực kỳ cần thiết cho việc phục vụ các công trình nghiên cứu khoa học.

Xem thêm : Đồng hồ máy cơ là gì ? Các loại đồng hồ máy cơ

   2. Cách thức hoạt động của đồng hồ nguyên tử là gì ?

Hiện tại, đơn vị một giây trong hệ đo lường quốc tế (SI) được định nghĩa từ năm 1967 là sự kéo dài 9,192,631,770 . Chu kỳ của bức xạ tương đương với sự chuyển tiếp giữa hai mức trạng thái năng lượng của nguyên tử cesium (Caesium), đồng vị bền 133Cs.

Có khả năng hiểu nôm na là trong 1 giây nguyên tử 133Cs chuyển đổi giữa 2 trạng thái năng lượng 9,192,631,770 lần. Tần số của bức xạ sau một lần chuyển đổi được tính theo Δv = ΔE/h (với h là hằng số Planck).

Phần chính của đồng hồ nguyên tử là một máy cộng hưởng vi sóng, máy có khả năng tự điều tiết tần số (khi có chênh lệch nhỏ) và so sánh với tần số bức xạ nguyên tử. Khi hai giá trị này bằng nhau, máy dò sẽ nhận được một tín hiệu cực đại, 9 192 631 770 tín hiệu sẽ cho ra 1 giây.

đồng hồ nguyên tử

Cấu trúc bộ máy hoạt động của đồng hồ nguyên tử.

Độ chính xác của máy cộng hưởng vi sóng thường có giá trị khoảng 10−14 (chênh lệch chỉ 1 giây sau 3 triệu năm).

2. Lịch sử sơ lược của đồng hồ nguyên tử bắt đầu từ đâu ? Đồng hồ nguyên tử là gì ?

Các nhà khoa học, qua học thuyết tương đối dưới sự củng cố của nhà bác học Albert Einstein, đã đưa rõ ra ý tưởng áp dụng sự vận động của nguyên tử để đo lường thời gian tuyệt đối từ lâu.

Nhưng phải tới năm 1945, cơ chế hoạt động của của đồng hồ nguyên tử mới được Tiến sĩ Isidor Isaac Rabi phát minh tuy nhiên chưa hoàn thành.

Năm 1949, đồng hồ nguyên tử trước tiên hoạt động theo chuyển động của phân tử Amoniac được chế tạo bởi Viện chuẩn mực và kĩ thuật quốc gia Hoa Kỳ (NIST, trước kia NBS).

Năm 1955: Louis Essen và Jack Parry chế tạo thành công đồng hồ nguyên tử hoạt động theo chuyển động nguyên tử 133Cs tại phòng thí nghiệm Vật lý đất nước Anh (NPL).

đồng hồ nguyên tử

Hai nhà sáng chế Louis Essen và Jack Parry và cỗ máy đồng hồ nguyên tử hoàn thiện đầu tiên trên thế giới.

Năm 1967, “đồng hồ nguyên tử Cesium-133” trở thành tiêu chuẩn để nắm rõ ràng một giây trong Hệ thống cơ quan Quốc tế. Trong số các đồng vị khác nhau của các nguyên tử cesium, cesium-133 là đồng vị duy nhất không phát ra các tia phóng xạ, tồn tại ở trạng thái ổn định trong tự nhiên.

Ngoài nguyên tử 133Cs; nguyên tử Rubidium, Hiđrô và các nguyên tử hay phân tử khác đã được sử dụng, độ chính xác ngày càng cao hơn.

   1. Lĩnh vực dùng.

Đồng hồ nguyên tử được dùng để đo chính xác thời gian, nắm rõ ràng chuẩn mực giờ, phối hợp các múi giờ và các hệ thống giờ với nhau.

Hơn nữa, đồng hồ nguyên tử còn được dùng trong tên lửa, máy bay không người lái, và quan trọng là do thời gian để xác định khoảng cách trên vệ tinh trong các hệ thống định vị như GPS, GLONASS hay Galileo.

   2. Có nên mua đồng hồ nguyên tử không?

Có nên mua đồng hồ nguyên tử không?

Đồng hồ nguyên tử có vai trò cực kì quan trọng trong sự phát triển của khoa học công nghệ vào thời điểm hiện tại và nếu bạn là người để ý đến từng giây thì sự chuẩn xác của một chiếc đồng hồ nguyên tử sẽ khiến bạn hài lòng.

Nếu bạn yêu thích cái mới, đặc biệt và công nghệ đầu tư cho một chiếc đồng hồ thì đồng hồ nguyên tử sẽ dành cho bạn, tuy nhiên giá cả của những chiếc đồng hồ này không hề rẻ và số lượng được sản xuất rất ít.

3. Ở đâu có đồng hồ nguyên tử?

Hiện tại, có hơn 420 đồng hồ nguyên tử trên toàn thế giới ở hơn 50 đất nước. Thời gian từ các đồng hồ này được tổng hợp và đưa vào Viện Thời gian nguyên tử quốc tế (viết tắt la TAI, từ tiếng Pháp – Temps Atomique International). TAI là thời gian quốc tế của trái đất, và là cơ sở cho giờ Quốc tế UTC.

Tạm kết :

Bài viết trên đây mình vừa giới thiệu sơ lược tới các bạn về đồng hồ nguyên tử là gì ? Cũng như nguyên lý hoạt động về loại đồng hồ này. Mong rằng bài viết của mình sẽ giúp ích các bạn hiểu thêm về các loại đồng hồ. Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết !

Vũ – Tổng hợp, chỉnh sửa(Nguồn tổng hợp: thegioididong.com, donghotantan.vn, … )

Share:

TOP

X