Atoomklokken zijn het meest nauwkeurige type klok dat beschikbaar is en worden gebruikt om andere klokken en timingapparatuur te kalibreren. Ze werken door de frequentie te meten van de straling die door atomen wordt uitgezonden tijdens de overgang tussen energieniveaus.

Het meest voorkomende type atoomklok maakt gebruik van cesiumatomen om de frequentie van de straling te meten. Cesiumatomen worden afgekoeld tot zeer lage temperaturen en vervolgens in een magnetisch veld geplaatst. Hierdoor worden de atomen uitgelijnd met het magnetische veld en beginnen ze straling uit te zenden met een zeer specifieke frequentie.

De frequentie van de straling die wordt uitgezonden door cesiumatomen staat bekend als de cesiumresonantiefrequentie , en het is gelijk aan 9.192.631.770 Hertz . Dit getal is zo nauwkeurig dat het is gedefinieerd als de officiële definitie van de tweede.

Atoomklokken worden voor verschillende doeleinden gebruikt, waaronder:

* Kalibreren van andere klokken en timingapparatuur

* Synchroniseren van communicatienetwerken

* Het verstrekken van tijdsignalen voor navigatiesystemen

* Het meten van de tijd die het licht nodig heeft om tussen twee punten te reizen

Atoomklokken zijn een belangrijk onderdeel van onze moderne wereld en helpen ervoor te zorgen dat onze klokken nauwkeurig zijn en dat onze technologie gesynchroniseerd is.

Hier is een meer gedetailleerde uitleg van hoe atoomklokken werken:

1. Cesiumatomen worden afgekoeld tot zeer lage temperaturen, waardoor ze heel langzaam bewegen. Dit is nodig omdat de energieniveaus van de atomen erg klein zijn en elke thermische beweging de metingen zou verstoren.

2. De cesiumatomen worden in een magnetisch veld geplaatst. Hierdoor worden de atomen uitgelijnd met het magnetische veld en beginnen ze straling uit te zenden met een zeer specifieke frequentie.

3. De frequentie van de door de cesiumatomen uitgezonden straling wordt gemeten met behulp van een microgolffrequentieteller . De microgolffrequentieteller telt het aantal stralingsgolven dat in een bepaalde tijd langs een punt passeert.

4. De microgolffrequentieteller wordt gekalibreerd met behulp van een kwartskristaloscillator . Kwartskristaloscillatoren zijn zeer nauwkeurige klokken, maar ze zijn niet zo nauwkeurig als atoomklokken. Ze zijn echter goed genoeg om de microgolffrequentie tegen een zeer hoog nauwkeurigheidsniveau te kalibreren.

5. De cesium-atoomklok is nu klaar om te worden gebruikt om andere klokken en timingapparatuur te kalibreren.

Atoomklokken zijn een verbazingwekkend voorbeeld van menselijk vernuft. Ze zijn ongelooflijk nauwkeurig en hebben bijgedragen aan een revolutie in de manier waarop we tijd meten.