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原子鐘是如何工作的呢？

發(fā)布時(shí)間：2022-09-27 作者：朱璽來源：航天科工203所供稿瀏覽：4653

　　作為世界上最準(zhǔn)確的時(shí)鐘，原子鐘是如何工作的呢？

　　原子鐘的核心，是氫、銣、銫等科學(xué)家們精心選出的原子。當(dāng)原子核外電子飛行的軌道發(fā)生變化時(shí)，會(huì)吸收或釋放恒定頻率的電磁波，即我們所說的振蕩頻率。原子鐘工作的重點(diǎn)，便是將這個(gè)振蕩頻率提取出來，作為衡量時(shí)間的尺，并轉(zhuǎn)化為我們熟知的秒信號(hào)。

　　對(duì)于不同的原子，提取振蕩頻率的方法是不同的。我們以銣原子鐘為例進(jìn)行說明。將特定的激光場(chǎng)施加在銣原子群上，原子內(nèi)的電子吸收光子，飛行軌道發(fā)生改變，激光場(chǎng)能量也相應(yīng)降低。當(dāng)所有銣原子均完成這一過程后，激光場(chǎng)能量將不再發(fā)生變化。此時(shí)，給銣原子加上一個(gè)微波場(chǎng)，當(dāng)微波場(chǎng)的頻率與銣原子的振蕩頻率相等時(shí)，銣原子中的電子會(huì)紛紛從新軌道跳回最初的軌道上，這時(shí)，銣原子又要開始吸收光子，激光場(chǎng)能量發(fā)生波動(dòng)。因此，隨著我們改變微波場(chǎng)的頻率，當(dāng)檢測(cè)到激光光強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，便得到了銣原子的振蕩頻率。有了這個(gè)頻率信號(hào)之后，我們可以將它轉(zhuǎn)變成1PPS信號(hào)，即一系列間隔為一秒的脈沖信號(hào)，就變?yōu)槲覀兪煜さ臅r(shí)間信號(hào)進(jìn)行輸出，告訴我們時(shí)、分、秒。