授时系统原子时

授时系统原子时

原子时是基于原子的稳定振荡和电磁辐射的周期性性质，作为时间的基准来进行精确计量的标准。其具有极高的稳定性和精度，是国际上公认的最高精度的时间计量方式之一。

原子时的产生和应用历史

20世纪30年代初，原子物理学家发现某些元素的原子核放射出粒子的能量是具有确定的频率的，这种频率是非常稳定的，而且精度非常高，与传统的时间标准比如天体观测所用的恒星时间相比，其精度要高得多。

1949年，美国贝尔实验室的路易斯·艾森伯格（Louis Essen）等人首次将铯原子的振荡作为计量时间的基准，制成了第一台原子钟，实现了人类历史上对时间测量精度的重大突破。

随着原子时的出现和发展，它逐渐成为了时间计量的国际标准。目前，国际上常用的时间标准是原子时，它是以铯原子振荡频率作为基准来确定的，通常使用国际原子时（TAI）和协调世界时（UTC）两种时间系统。

原子时的工作原理

原子时的基本工作原理是利用原子核内部的电子在原子核外的轨道上发生能量跃迁时所辐射的电磁波的振荡周期。一些原子核内部的电子在原子核外的轨道上的能级跃迁的频率是非常稳定的。这个频率的稳定性来源于原子核的稳定性以及轨道上的电子与核的相互作用。

由于原子核内部的电子在跃迁时会辐射出电磁波，因此我们可以利用这种辐射来制造一种高精度的时钟。实际上，这个时钟的工作原理就是让一个原子内的电子在两个能级之间跃迁，同时使其辐射出一个具有非常稳定频率的电磁波。

以铯原子为例，通常使用的是铯133原子。在铯133原子中，原子核的32个中子和33个质子组成的核和它所包含的55个电子之间存在一定的相互作用。这些相互作用形成了两个能级，它们之间的能量差就对应着一个