bte3652,为什么1秒那么长1米那么长?

本文是“百家好#科学的超级#系列作文大赛”的一部分。
秒和米是日常生活中常见的基本单位,前者用于测量时间,后者用于测量距离。为什么1秒这么长?1米这么长的距离?
1秒持续时间
古人观察到日出从东到西非常规则,并且在天顶两次连续的太阳现象之间的时间间隔是相同的,该间隔被定义为一天(晴天)。一天分为24小时,每小时60分钟,每分钟60秒。1秒的长度是一天的1/86400。
但是,在早期,没有精确的计时器,人们不清楚1秒的确切时长。直到惠更斯(Huygens)在17世纪发明了摆钟,才可以测量一秒钟的长度。根据简单摆原理,可以计算出如果简单摆的长度为0.994米,则简单摆从最低点移动到最高点,然后又回到最低点,总时间为1秒,相应的通勤时间是第二个。
不论是地球自转,高精度的摆钟还是石英钟,其运动总是会出现误差,准确地测量1秒的持续时间是不现实的在现代前沿研究领域中,对时间精度的要求可以达到微秒(百万分之一秒)甚至十亿分之一秒(十亿分之一秒),因此需要更精确的时间定义。
物理学家通过实验确定和理论推论发现,在大约1秒钟内,C 2基态的两个超精细能级之间的过渡。Sium-133原子(元素55)为9192631770(91亿)个周期该周期的持续时间再次用于定义1秒的长度。
此定义的优点是可以确定1秒的确切长度,并且与1秒的原始定义相比,该长度非常小,并且不会更改原始的时间相关参数。根据这个原理,物理学家们有了?发明了Sium原子钟,其误差在2000万年中仅为1秒。
当然,过渡频率越高,测量的时间越准确。当前,最精确的原子钟由38个锶元素组成。锶的跃迁频率约为1000万亿,在150亿年中,锶原子钟的误差仅1秒。您知道宇宙的现在年龄只有138亿年。换句话说,锶原子钟从宇宙的开始一直运行到现在,其误差不会超过1秒。
1米长
像秒一样,米最初是由地球的地理特征定义的。如果计算从赤道经巴黎到北极的子午线的长度,并取其中的十分之一,那么结果就是1米的长度。
然而,由于地球的自转,地球不是一个完美的球体,并伴有测量误差。后来,科学家们转向了原始测量设备的定义。同样,Mi Yuan设备也不是很准确,并且存在某些缺陷。在这方面,科学家们考虑使用光速进行定义。
光速一直是一个测量值,并且会有很小的实验误差,但是物理理论表明,真空中光的传播速度是一个常数,并且观察者在任何速度下都可以测量光速。运动是完全相同的。根据最精确的实验测量,物理学家将光速定义为每秒299,792,458米。
由于确定了第二和第二光速,因此确定了测量装置,因为在真空中的1/299792458秒的间隔为1米。同样,精确到1米只是对小数点的微调,并且不更改与长度相关的原始参数。

365betvip5