原子钟

 时间是最基本、也是最常用的物理量之一．对时间的计量不仅需要计时系统──时钟,而且还要有一个精确的时间标准．任何一个具有稳定的周期性运动的系统都可以用于计时．但要用做时间标准,还要求它能够长期、稳定地维持这种周期运动．频率是周期的倒数．因此,一个稳定的频率计就是一个稳定的时钟．时间的精确度与频率的精确度是一致的．地球相对于太阳的自转和公转都是稳定的周期运动．因此,地球和太阳是一个天然的计时系统．人们最早选用的时间标准就是以地球相对于太阳的公转与自转为基础的,称做世界时．在现行的国际单位制中,时间的单位是秒（ｓ）．１秒规定为一个平均太阳日的８６４００分之一．     

地球和月球的公转周期与自转周期

1 引言 众所周知,年是以地球绕太阳公转周期为基准的时间单位,月是以月球绕地球公转周期为基准的时间单位,日是以地球自转周期为基准的时间单位.但是,由于任何历法中的历年内所包含的月数和日数以及历月内所包含的日数总是整数,因此我们平常使用的公历或夏历(俗称农历)中所规定的历年、历月、历日,其实都与地球和月球的公转周期或自转周期并不完全相等.     

时间标准问题

当你收听广播,往往会听到在正点时嘟!嘟!嘟!……的声音,接着是广播员说:刚才最后一响,是“北京时间”几点整;当你看报纸时,也经常会出现“世界时”或“格林尼治”时间。不论是世界时,北京时或其他现用的一些时间标准,它们都是天文台依据地球的自转运动测定的。将地球自转一周所经历的时间间隔称为一日,日分为24等分,称为小时;每小时分60等分,称为时分;每时分再分60等分,称为时秒。天文学上测定地球自转周期,是将恆星作为一个固定目标,由于地球的自转运动,恆星产     

付科摆振幅的半衰期和临界摆长

付科摆振幅的半衰期和临界摆长孙大典（山东淄博师专物理系２５５０１３）地球是个转动参照系．自它的自转角速度较小（ωＥ＝７．２９２×１０－５ｒａｄ·ｓ－１），在地球上须用很精密的仪器才能测出其非惯性系效应．亦可通过简单的实验将它较弱的非惯性系效应积累起来...     

一天为24小时吗？

我们常说一天 2 4小时 ,严格来讲 ,并不是这样 ,下面加以说明 .1　地球自转周期和昼夜更替周期这是两个不同的概念 ,先来了解地球的运动情况 .众所周知 ,地球绕太阳公转的同时 ,绕自身的地轴自转 ,如图 1所示 .选遥远的某颗恒星为参照物 (其射到地球的光可视为平行光 ) ,在某时刻 ,地球上的某点Ｐ正对太阳和该恒星 (如图 2中的位置Ａ ) .随着地球的公转和自转 ,到达位置Ｂ时 ,地球恰好自转了 1圈 ,Ｐ点再次正对该恒星 ,完成了一次完整的圆周运动 ,所用时间为自转周期 (一个恒星日 ) .但此时Ｐ点还未再次正对太阳 ,地球必须继续运动到达Ｃ点…     

利用布拉维摆测量地球自转的实验研究

地球自转会带来许多非惯性系效应,利用这些效应定量测量地球的自转角速度,是物理学实验研究的一个重要方面,其中,布拉维摆不仅可以定性地体现出地球自转的效应,更是一种精密测定其自转周期的一种方法.深入研究了利用圆锥摆顺时针和逆时针旋转的周期不同测量地球自转角速度的实验,分析了实验中影响测量精度的关键因素并探讨了控制实验误差的方法,最终得到了与标准值偏差2.3%的结果.由于地球自转所导致的顺逆周期的差十分微小,而影响周期测量的因素很多,如何控制其中关键因素的误差就成为实验成功的重要环节.介绍了如何控制实验条件,以及一些重要的误差来源的分析和控制,对于在普通物理实验条件下成功进行地球自转角速度的测量具有借鉴意义.     

对地静止卫星的发射

 运行周期等于地球自转周期23小时56分4.0905秒的顺行（与地球自转方向相同）人造地球卫星叫做地球同步卫星。它的运行路线叫做运转轨道，运转轨道面与地球赤道面的夹角叫做轨道倾角。根据倾角的不同，可将同步轨道分为静止轨道、倾斜轨道和极地轨道。     

与地球引力有关的一例谐振动

本文讨论了考虑地球自转时有关地球穿透隧道的一例谐振劝，并给出三种情况下的振动周期．同时，还得到两个非常有趣的结果．     

悠悠岁月巧安排

人们的生产、生活需要计量时间,计量时间需要有参考点。以太阳视圆面中心为参考点,地球围绕太阳公转约360°所经历的时间间隔叫做一个回归年,长度为365·2422日,是季节变化的周期;以月球视圆面中心为参考点,两次满月(或新月)的时间间隔叫做一个朔望月,其长度为29·5306日,它是月相变化的周期;以太阳视圆面中心为参考点,地球绕地轴自转约360°(太阳两次经过地球同一子午线平面)所经历的时间间隔叫做一个太阳日,长度为24小时。历法是协调和安排年、月、日的法则,理想的历法应该使用方便、精度较高。以回归年为基本单位的历法叫阳历(太阳历);以朔望月为基本单位的历法叫阴历(古人称月球为太阴);.     

悠悠岁月巧安排

人们的生产、生活需要计量时间,计量时间需要有参考点。以太阳视圆面中心为参考点,地球围绕太阳公转约360°所经历的时间间隔叫做一个回归年,长度为365·2422日,是季节变化的周期;以月球视圆面中心为参考点,两次满月(或新月)的时间间隔叫做一个朔望月,其长度为29·5306日,它是月相变化的周期;以太阳视圆面中心为参考点,地球绕地轴自转约360°(太阳两次经过地球同一子午线平面)所经历的时间间隔叫做一个太阳日,长度为24小时。历法是协调和安排年、月、日的法则,理想的历法应该使用方便、精度较高。以回归年为基本单位的历法叫阳历(太阳历);以…     

超流He的宏观量子特性

196 4年国际计量委员会通过议案 ,以铯原子钟作为守时的基准 :1ｓ =9192 6 31770× (1/ν铯) ,其中ν铯 是13 3 Ｃｓ原子基态超精细结构能级Ｆ1=3和Ｆ2 =4之间的共振跃迁微波频率 .按照现代原子钟的测量 ,地球的自转周期竟然也会发生变化 :一昼夜的长度可能有 0 0 0 2ｓ的上下起伏 .本文所要讨论的是 ,用超流Ｈｅ的位相相干特性探测地球的自转 .想像有一只尺度仅数厘米的汽车轮胎 ,里面充满了超流4 Ｈｅ .在“轮胎”内部用一块隔板将环状的超流体阻断 ,并且在隔板上钻一个直径小于 1μｍ的针孔 .这样 ,便构成了一个单结超流约瑟夫森环——…     

计时佼佼者──原子钟

在时间标准发展史上，出现过一级时标如世界时、历书时，二级时标如日晷、刻漏和近代的机械钟、石英钟，但论最高精度和最高稳定的计时装置；当数５０年代问世、７０年代发展成熟的原子钟．还在１９６７年，国际计量大会就决定：以零磁场下１３３Ｃｓ铯原子基态两个超精细结构能级间的跃迁频率作为国际通用频率标准，与它相应的电磁波振荡９１９２６３１７７０个周期为１ｓ．如今全球都以铯钟作计时标准．美国９３年启用的７号铯钟，１００万年误差不超过１ｓ．我国自行研制的铯钟３０万年误差也不超过１ｓ，成为世界八大先进授时国之一，参…     

量子频标物理的进展

量子频率和时间标准（量子频标或原子钟）是波谱学（包括激光光谱学）在技术应用上最突出的成就之一．以它为基础的时间频率测量的相对精密度和准确度高达１０－１６和１０－１４数量级,远远超过其他物理量的测量．因而,频率时间在物理测量中占有特殊地位．人们常常把其他物理量,如长度、电压、温度等设法转换成频率（时间）来进行测量,以提高其精确度．量子频标不仅在技术上应用很广,而且是测定物理常数和检验物理理论（?...     

天文台内的物理实验

许多中学的天文台不仅是观察天体、遨游苍穹的舞台,还可以进行若干物理实验,趣味性和直观性都很强,本文举几例如下．１　间接证明地球的自转无论是在白天还是在晚上,无论是跟踪太阳还是星星,望远镜的同步跟踪功能,都可以在不太长的时间显示地球的自转．操作时选定某个星星或太阳,启动同步跟踪系统,望远镜转动,但星星或太阳始终在目镜中或太阳成像屏上．２　说明运动的合成及分解人在地面向北走,在太阳静止参照系中看是曲线,是因为人同时参与了两种运动：向北的直线运动和地球的旋转,合运动必然是曲线或近似的斜线．以转动的天文…     

铯原子时间频率基准研制——现代计量科学专题之五

1概述 时间是一个非常重要的基本物理量,单位是秒(s).在单位时间内周期运动重复的次数称为频率,单位是赫兹(Hz).在国际单位制SI中,秒是基本单位,赫兹是导出单位.时间和频率关系密切,两者共用一个计量基准,即时间频率基准.     

一种基于大型光纤陀螺仪的世界时解算方法

世界时(UT1)是大地测量、导航等应用领域必不可少的参数之一,当前利用国际地球自转服务(IERS)可以实现1天获取1个UT1参数,但是对于在1天以内任意时刻的UT1参数还无法实现实时测量与获取。大型光纤陀螺仪可以测量并提供高时间分辨率的地球自转角速度变化测量值,为UT1的实时监测提供了可能。依托现有的大型光纤陀螺仪测量平台,并从陀螺仪测量的基本原理出发,设计了一种基于大型光纤陀螺仪的UT1参数解算方法,并通过对陀螺仪实测数据的分析,验证解算方法的可行性,初步实现了利用大型光纤陀螺仪测量数据解算UT1参数的目标,使UT1参数获取的时间间隔提高到5 min,证明了基于大型光纤陀螺仪有潜力成为一种新的UT1测量方式。     

万有引力定律的教学

1教学目标 ①知识与技能（1）了解牛顿发现万有引力定律的两次重大突破及其思考与检验．（2）了解月球绕地球公转及其对立情形、地球表面附近物体各种运动情形,赤道上物体随地球自转而做匀速率圆周运动及其两个极限情形．     

原子时标：闰秒和取消闰秒

为什么用原子秒(秒长)和原子时(时标)取代天文秒和天文时？目前,经过闰秒的原子时,即协调世界时,是全世界通用的时标。那么,为什么引入闰秒？又为什么要取消闰秒？从时间计量的角度,如何解读最近53年闰秒背后反映的地球自转数据？取消闰秒,时间会“日夜颠倒”吗？最后,人们还会经历几次“闰秒”？     

钠5S态与基态钾原子的碰撞能量转移

在Ｎａ－Ｋ混合蒸汽中，利用染料激光器，将基态Ｎａ原子双光子激发到５Ｓ态。用荧光法测量了过程Ｎａ（５Ｓ）＋Ｋ（４Ｓ）→Ｎａ（３Ｓ）＋Ｋ（８Ｄ，１０Ｓ）的碰撞转移截面，Ｋ８Ｄ，１０Ｓ对Ｎａ５Ｓ的荧光比中，含有Ｋ８Ｄ１０Ｓ碰撞转移的影响。第２个实验可以消除这个影响，双光子激发Ｋ原子到８Ｄ（或１０Ｓ）探测８Ｄ（１０Ｓ）对１０Ｓ（８Ｄ）的荧光比，Ｎａ（５Ｓ）→Ｋ（８Ｄ，１０Ｓ）碰撞转移截面（１０－１５ｃｍ２）分别是１０．５±４．２和９．５±３．８     

火星上的水——哪里有水,哪里就可能有生命

 对地球上的生命,液态水是起决定性作用的生态学必要条件。当然,生命需要能量和营养,但水以液态形式而存在是限定性和决定性的要素。一旦水冻结成冰这样的固态而不是液态,绿地就不再生机勃勃。因此,只要我们考虑在其他行星上存在生命的可能性时,我们首先就要寻找在过去或现在存在液态水的证据。火星是我们地球轨道外侧的近邻,火星的直径为6790千米,约为地球直径的一半,质量约为地球的1/10。火星自转一周约为24小时37分,比我们地球自转周期长。火星绕太阳运动的周期约为687个地球日,差不多是地球上的两年。火星上也有四季变化,每个季节比地球上的季节长一倍。