De nauwkeurigheid van een seconde..

higgs

Vroeger werd de tijd of de seconde bepaald door de draaiing van de aarde rond haar eigen as en de Zon. De 12 maanden die we kennen zijn afgeleid van de 12 sterrenbeelden die gedurende 1 jaar zichtbaar zijn. De Maanden zijn afgeleid van de standen van de Maan en de seconde is hier uiteindelijk ook weer van afgeleid.

Later is men de seconde nauwkeuriger gaan meten waarbij men nu de vervalperiode van een cesium33 atoom gebruikt zoals men middels atoomklokken doet.

Mijn vraag is nu, waarop is de vervaltijd van een cesium33 atoom geijkt?

Ericw

Volgens mij was een seconde vroeger gewoon gebaseerd op een dag (24 uur in een dag, 60 minuten in een uur, 60 seconden in een minuut); daar heb je geen maanden of jaren voor nodig.

[Wikipedia bevestigt mij in mijn idee.]

Wat betreft het Cesium-33 atoom, dat is een kwestie van tellen. Eén trilling, twee trillingen, drie trillingen, ...., negen miljard trillingen, ..., één seconde.

Hoe zou je dat moeten ijken?

Bedoel je te vragen hoe vastgesteld is dat één seconde 9.192.631.770 trillingen van een Cesium-33 atoom is? Dat is een kwestie van definitie, min of meer arbitrair.

higgs

Mijn vraag is hier dan eigenlijk, hoe weet je dat de seconde van een atoomklok nauwkeuriger is? Waarop is een atoomklok geijkt?

Ericw

Ik begrijp je vraag niet.

Een Cesium atoom heeft een bepaalde eigenschap (trilling), die stel je vast (tellen), tot je er een bepaald aantal hebt. Die trillingen zijn gewoon een vaststaand natuurlijk fenomeen. De kunnen/hoeven niet geijkt te worden.

higgs

Ik bedoel dat dit aantal trillingen zijn vastgesteld binnen een bepaalde periode. Dat noemen we de seconde.

Maar hoe weet je dan dat de seconde altijd exact even lang duurt?

Waarop is de seconde geijkt voordat we deze ijkten middels een Cesium atoom?

klazon

En die trillingsfrequentie van het cesium atoom hebben ze gekozen omdat die stabieler blijkt te zijn dan de omloopsnelheid van de aarde.

higgs

Dan blijft nog steeds de vraag staan, ten opzichte van wat is dit geijkt?

Benm

Op enig moment is bepaald hoeveel trillingen er in 1 (astronomische) dag gingen. Dat gedeeld door 86400 is het aantal trillingen per seconde, en sindsdien is een conventie dat een seconde gelijk staat aan dat aantal trillingen.

Uiteraard zou het logischer zijn als er in 1 dag altijd precies 86400 seconden gaan, maar de rotatie van de aarde is dusdanig instabiel dat de seconde dan steeds van lengte moet veranderen, wat herhaling van wetenschappelijke experimenten die nauwkeurige tijdsmeting vereisen onmogelijk maakt.

De afwijking tov astronomische tijd is overigens niet zo groot: in de jaren 70, 80 en 90 gemiddeld een halve seconde per jaar, sinds 1998 zijn er maar 4 schrikkelseconden geweest. Overigens zijn er systemen die geen schrikkelsecondes gebruiken, bijvoorbeeld GPS. De afwijking tov de astronomische tijd is daarbij inmiddels een seconde of 35.

Moab

trilling = Frequentie (f)

mag men dan zeggen dat

1 sec = ± 9,192 GHz van de elektromagnetische straling

overeenkomend met de overgang tussen twee hyperfijn-niveaus

van de grondtoestand van het cesium-133 atoom' ?

f =1/T maar ook f=c/λ dan T=λ/c

(omdat afstand 'λ' = snelheid 'c' x tijd ' T ' )

Marko

Dit is een onzin-vraag. De trilling van Cs is de standaard. Het is gewoon een definitie, dus is er helemaal geen "ijken ten opzichte van".

Benm

Maar het is wel interessant om dan te weten hoe die standaard tot stand is gekomen. Een seconde was 1/86400e astronomische dag, totdat men -gekozen- heeft om die cesiumtransitie als definitie te gebruiken omdat die beter reproduceerbaar is.

Het is zoiets als het tot stand komen van de standaard kilogram: De feitelijke basis is (min of meer) de massa van een liter water, maar een metalen object is uiteindelijk verkozen tot de ware standaard. Je ziet zoiets bijvoorbeeld ook bij de candela, dat feilijk de hoeveelheid licht is die een kaars uitstraalt, maar later nauwkeuriger is gedefinieerd als functie van de watt voor een gegeven golflengte.

Overigens is er een gerede kans dat dit nogmaals op de schop gaat, waarbij men exacte waarden kiest voor de plackconstante, electronlading, boltzman constante en mol en de rest daarop baseert. Voordeel daarvan is dat we eindelijk eens van de kilogram af komen, die nu nog nog gedefinieerd is als de massa van een eind metaal ergens in een kluis in parijs.

higgs

Marko schreef: ↑zo 26 aug 2012, 22:53
Dit is een onzin-vraag. De trilling van Cs is de standaard. Het is gewoon een definitie, dus is er helemaal geen "ijken ten opzichte van".

Maar hoe weet je dan dat die trilling altijd exact dezelfde is per "seconde" ? Vergelijk dit maar met de "absolute" meter, welke meter kun je dan gebruiken om te controleren dat deze meter altijd exact een meter is?

En als deze absolute meter een afwijking zou vertonen, hoe weet je dan in welke meter de afwijking ligt? Je moet de ene meter tenslotte vergelijken met de andere meter.

317070

En als deze absolute meter een afwijking zou vertonen, hoe weet je dan in welke meter de afwijking ligt? Je moet de ene meter tenslotte vergelijken met de andere meter.

Je neemt 2 identieke atoomklokken. Als beide niet van elkaar uitlopen, dan weet je dat het allebei goede klokken zijn.

Als er een zou afwijken, dan weet je inderdaad niet welke klok het probleem is, maar dat doet zich hier niet voor.

higgs

317070 schreef: ↑ma 27 aug 2012, 15:40
Je neemt 2 identieke atoomklokken. Als beide niet van elkaar uitlopen, dan weet je dat het allebei goede klokken zijn.

Als er een zou afwijken, dan weet je inderdaad niet welke klok het probleem is, maar dat doet zich hier niet voor.

Dat begrijp ik, maar waar het mij om gaat is dat men ooit besloten heeft dat een atoomklok exacter is dan iets anders. Maar hoe heeft men bepaald dat een atoomklok exacter is?

t.o.v. wat heeft men bepaald wat een seconde zou moeten zijn, en hoe wist men dat een atoomklok hierin exacter was?

Jan van de Velde

higgs schreef: ↑ma 27 aug 2012, 16:17
Dat begrijp ik, maar waar het mij om gaat is dat men ooit besloten heeft dat een atoomklok exacter is dan iets anders. Maar hoe heeft men bepaald dat een atoomklok exacter is?

door er een stelletje naast elkaar te zetten en te constateren dat de afwijking tussen de ene klok en de andere na verloop van tijd geringer was dan bij eerder gebruikte apparatuur.

t.o.v. wat heeft men bepaald wat een seconde zou moeten zijn, en hoe wist men dat een atoomklok hierin exacter was?

Een seconde is niet een of andere kosmische constante die wij zo nauwkeurig mogelijk proberen te bepalen.

Gewoon door daar afspraken over te maken. Naarmate we over betrouwbaarder apparatuur de beschikking kregen konden we die afspraak betrouwbaarder over langere tijd bewaren en overal ter wereld betrouwbaarder reproduceren.

De atoomklok bepaalt niet wat een seconde is, wij vertellen die atoomklok wat volgens onze afspraak een seconde is.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

De nauwkeurigheid van een seconde..

De nauwkeurigheid van een seconde..

Re: De nauwkeurigheid van een seconde..

Re: De nauwkeurigheid van een seconde..

Re: De nauwkeurigheid van een seconde..

Re: De nauwkeurigheid van een seconde..

Re: De nauwkeurigheid van een seconde..

Re: De nauwkeurigheid van een seconde..

Re: De nauwkeurigheid van een seconde..

Re: De nauwkeurigheid van een seconde..

Re: De nauwkeurigheid van een seconde..

Re: De nauwkeurigheid van een seconde..

Re: De nauwkeurigheid van een seconde..

Re: De nauwkeurigheid van een seconde..

Re: De nauwkeurigheid van een seconde..

Re: De nauwkeurigheid van een seconde..