人們都知道,一天之計(jì)在于晨,一年之計(jì)在于春,這說的是時(shí)間。記得小的時(shí)候,上小學(xué)的時(shí)候,語文老師總會(huì)不停的給我們強(qiáng)調(diào),時(shí)間的重要性,什么光陰似箭,日月如梭,時(shí)間就是生命,要珍惜時(shí)間!那么說到時(shí)間,我們就來講一講時(shí)間的單位,在我們的日常生活中,最常用到的時(shí)間單位也是最小的時(shí)間單位就是秒了,說起秒,那么什么是秒呢?一秒是多長時(shí)間呢?一秒是怎么定義的呢?那么我們就慢慢地來了解一下這其中的趣聞!
在我國古代,漢朝,“時(shí)”指的是季節(jié),“一時(shí)”相當(dāng)于現(xiàn)在的一季。一年有四季,所以一年又叫“四時(shí)”。
而到了漢朝以后,“時(shí)”就不再表示季節(jié)了,這時(shí)候時(shí)開始做時(shí)間單位。那時(shí)候人們把一天分成十二個(gè)小時(shí),一時(shí)就等于現(xiàn)在的兩個(gè)小時(shí),所以時(shí)也被稱為時(shí)辰,古代的一個(gè)時(shí)辰就是現(xiàn)在的兩個(gè)小時(shí)。還有像古代表示夜間時(shí)間的“一更天”、“二更天”的“更”就是指時(shí)辰,一更到二更,二更到三更都是相隔兩個(gè)小時(shí)。
到后來,人們又把一天平均分成24份,但是每份仍用“時(shí)”來表示。這時(shí)的“一時(shí)”就是現(xiàn)在的一個(gè)小時(shí),只相當(dāng)于過去(漢朝以后)“一時(shí)”或“一個(gè)時(shí)辰”的一半,所指的時(shí)間縮短了。接著,人們又把一小時(shí)分成60份,每一份就是一分鐘,一分鐘又分成60份,每一份是一秒鐘。這樣,時(shí)、分、秒就確定下來了。
從我國古代的日晷、水鐘(沙鐘)、外國歷史上的機(jī)械鐘到石英鐘,人類在計(jì)時(shí)上,下過不少功夫,隨著時(shí)間的推移,技術(shù)的發(fā)展,計(jì)時(shí)的誤差也慢慢縮小再縮小!
在1660年,倫敦皇家學(xué)會(huì)提出秒擺的擺長作為一秒的計(jì)數(shù)。在地球表面,擺長約一米的單擺,一次擺動(dòng)或是半周期(沒有反復(fù)的一次擺動(dòng))的時(shí)間大約是一秒。
在1956年,秒被以特定歷元下的地球公轉(zhuǎn)的周期來定義,因?yàn)楫?dāng)時(shí)天文學(xué)家知道地球在自轉(zhuǎn)軸上的自轉(zhuǎn)不夠穩(wěn)定,不足以作為時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)。紐康的太陽表以1900年的暦元描述太陽的運(yùn)動(dòng),所依據(jù)的是1750年至1892年的觀測(cè)。秒的定義是_自歷書時(shí)1900年1月1日12時(shí)起算的回歸年的31,556,925.9747分之一為一秒。
1960年國際計(jì)量大會(huì)決定采用以地球公轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)的歷書時(shí)秒作為時(shí)間單位。雖然這個(gè)定義中的回歸年的長度不能進(jìn)行實(shí)測(cè),但可以經(jīng)由線性關(guān)系的平回歸年的算式推導(dǎo),因此,有一個(gè)具體的瞬時(shí)回歸年長度可以參考。因?yàn)槊胧怯糜诖蟀雮€(gè)20世紀(jì)太陽和月球的星歷表中的獨(dú)立時(shí)間變量(紐康的太陽表從1900年使用至1983年,布朗的月球表從1920年使用至1983年),因此這個(gè)秒被稱為歷書秒。
但是由于地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)存在著不規(guī)則變化,并有長期減慢的趨勢(shì),使得世界時(shí)秒逐年變化,不能保持恒定。因此,按此定義復(fù)現(xiàn)秒的準(zhǔn)確度只能達(dá)到一億分之一秒。隨著原子鐘的發(fā)展,秒的定義決定改采用原子時(shí)做為新的定義基準(zhǔn),而不再采用地球公轉(zhuǎn)太陽定義的歷書秒。
1967年,國際計(jì)量大會(huì)決定采用原子秒定義取代歷書時(shí)秒定義。即將銫-133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷相對(duì)應(yīng)輻射的9192631770個(gè)周期所持續(xù)的時(shí)間定義為一秒。按此定義復(fù)現(xiàn)秒的準(zhǔn)確度已優(yōu)于十萬億分之一秒。
在70年代體認(rèn)到重力時(shí)間膨脹會(huì)導(dǎo)致在不同高度的原子鐘有不同的秒,因此每個(gè)原子鐘都必須改正為在平均海平面的高度,以取得一致的秒(大地水平面的自轉(zhuǎn)約改變×10?10的秒長,在1977年開始修正并且在1980年已經(jīng)制度化了。)。用相對(duì)論的術(shù)語來說,秒被定義成在轉(zhuǎn)動(dòng)的大地水平面上原時(shí)。
在1977年,在BIPM的會(huì)議中又重新定義,加進(jìn)了新的陳述_銫原子在0K下是靜止不動(dòng)的修正過的定義似乎暗示理想的原子鐘將只有靜止的一個(gè)銫原子發(fā)射出單一的頻率。在實(shí)務(wù)上,無論如何,這個(gè)定義意味者在那些原子鐘之內(nèi)的運(yùn)作和外推的數(shù)值,秒的高精密度應(yīng)該如上所述的考量到周圍溫度的補(bǔ)償(黑體輻射)。
在這樣的情況下被定義的秒,與天文學(xué)上的歷史時(shí)所定義的秒是等效的。