随着科技進步,近代科學家發明單擺鐘及石英振蕩器,利用單擺或石英晶體的振蕩周期來計時。1960年以前,CIPM(國際計量大會)以地球自轉為基礎,定義以平均太陽日之86400分之一作為秒定義。1960至1967年CIPM改以地球公轉為基礎,定義西元1900年為平均太陽年。秒定義更改為:一秒為平均太陽年之31556925、9747分之一。二十世世紀中葉,由于量子力學的發展,發展了諸如光譜超精細結構、鎂射及雷射、光磁共振、分子束磁共振、分離震蕩場等實驗及研究,使量子頻率标準取代以天體運動為标準之天體時而成為計時标準。1967年,CIPM定義秒是铯133原子基态的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的9192631770個周期所持續的時間。此秒定義一直維持至今。 秒定義可以以铯原子頻率标準器來實現,其穩定度依據各标準器的制造方法、維護環境的不同而不同。
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