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時間單位秒後面還有什麼單位

圖文 更新时间:2025-04-21 18:36:47

時間單位秒後面還有什麼單位?秒(符号:s,也縮寫為:sec)是國際單位制(SI)中的基本時間單位,通常理解和曆史定義為一天的——這個因素源于将一天劃分為 24小時,然後劃分為 60分鐘,最後劃分為 60 秒(24 × 60 × 60 = 86400),下面我們就來說一說關于時間單位秒後面還有什麼單位?我們一起去了解并探讨一下這個問題吧!

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時間單位秒後面還有什麼單位

秒(符号:s,也縮寫為:sec)是國際單位制(SI)中的基本時間單位,通常理解和曆史定義為一天的——這個因素源于将一天劃分為 24小時,然後劃分為 60分鐘,最後劃分為 60 秒(24 × 60 × 60 = 86400)。

在國際單位制 ( SI ) 中的正式定義是,秒等于9 192 631 770個輻射周期的持續時間,對應于原子未受擾動基态的超​精細能級之間的躍遷。

由于地球的自轉變化并且速度也非常緩慢,因此在時鐘時間中不定期添加一個閏秒,以使時鐘與地球的自轉保持同步。

秒到定義曆史有三個階段:一天的分數,外推年份的分數,最後是铯原子鐘的微波頻率。

一天的分數

古典時期和更早時期的文明使用六十進制計數系統創建日曆和弧線的劃分,因此當時的秒是一天的六十進制細分(古代秒 = 天/60×60),而不是像現代秒(= 小時/60×60)。日晷和水鐘是最早的計時裝置之一,時間單位以弧度為單位。還使用了小于日晷上可實現的時間概念單位。

最早的機械鐘出現在 14 世紀,其顯示将小時分為兩半、三等分、四等分,有時甚至 12 個部分,但從不以 60 為單位。直到 16 世紀末出現第一個顯示分鐘的機械鐘。機械鐘保持平均時間,而不是日晷顯示的表觀時間。到那時,歐洲已經确立了六十進制的時間劃分。

最早顯示秒的時鐘出現在 16 世紀下半葉。随着機械鐘的發展,秒變得可以精确測量。最早的帶有秒針的彈簧驅動時計是弗雷默斯多夫 (Fremersdorf) 收藏中描繪俄耳甫斯 ( Orpheus ) 的無簽名時鐘,年代為 1560 年至1570年。

1656年,荷蘭科學家克裡斯蒂安·惠更斯發明了第一個擺鐘。它的鐘擺長度不到一米,擺動一秒,擒縱機構每秒滴答作響。這是第一個能以秒為單位精确計時的時鐘。

1832 年,高斯提出在他的毫米-毫克-秒單位制中使用秒作為時間的基本單位。英國科學促進會(BAAS)在 1862 年聲明“所有的科學家都同意使用平太陽時的秒作為時間單位”。BAAS 于 1874 年正式提出CGS 系統,盡管該系統在接下來的 70 年中逐漸被MKS單位取代。CGS 和 MKS 系統都使用相同的秒作為它們的基本時間單位。MKS 在 1940 年代被國際采用,将秒定義為平均太陽日的。

星曆年的分數

在 1940 年代後期的某個時候,工作頻率約為 100 kHz 的石英晶體振蕩器時鐘得到了改進,以在一天的工作時間内保持時間的精度優于分之一。這種時鐘的共識比地球自轉更能保持時間。計量學家還知道地球繞太陽的軌道(一年)比地球的自轉要穩定得多。這導緻了早在 1950 年就将第二個定義為一年的一小部分的提議。

地球的運動在Newcomb 的太陽表(1895) 中進行了描述,該表提供了一個公式,用于根據 1750 年至 1892 年之間的天文觀測來估計太陽相對于 1900 年的運動。這導緻采用了星曆時間尺度在 1952 年由IAU在那個時代以恒星年為單位表示。 這個外推的時間尺度使觀測到的天體位置符合牛頓運動的動力學理論。1955年,熱帶年被認為比恒星年更基本,被國際天文學聯合會選為時間單位。定義中的熱帶年不是測量的,而是根據描述平均熱帶年的公式計算得出的,該平均熱帶年随時間線性下降。

1956 年,秒被重新定義為相對于那個時代的年份。因此,第二個被定義為“ 1900年1月 0日12小時星曆時間的回歸年的1 ⁄ 31,556,925.9747的分數”。這一定義于 1960 年被采納為國際單位制的一部分。

原子秒

即使是最好的機械、電動和石英晶體時鐘也會因環境條件而産生差異,更适合計時的是通電原子中自然而準确的“振動”。振動(即輻射)的頻率非常具體,具體取決于原子的類型及其被激發的方式。自 1967 年以來,秒被精确定義為“與铯 133原子基态的兩個超精細能級之間的躍遷相對應的 9,192,631,770 個輻射周期的持續時間”(在0 K和在平均海平面)。選擇此一秒長度以完全對應于先前定義的星曆秒長度。原子鐘使用這樣的頻率通過在該頻率下每秒計算周期來測量秒數。這種輻射是自然界中最穩定和可重現的現象之一。當前一代的原子鐘在幾億年的時間裡精确到一秒以内。自 1967 年以來,基于铯133以外的原子的原子鐘已經開發出來,精度提高了 100 倍。因此,計劃對秒進行新的定義。

原子鐘現在為世界設定了一秒的長度和時間标準。

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