Toisen kerran)

Toinen
Tämä animaatio edustaa salamaa, joka tapahtuu kerran sekunnissa.
Flashingsecond.gif Tämä animaatio edustaa salamaa, joka tapahtuu kerran sekunnissa.
Tiedot
Järjestelmä Kansainvälisen järjestelmän perusyksiköt
Yksikkö… Aika
Symboli s

Toinen on mittayksikkö on aika symbolin s (ei piste abbreviatory). Laadullisesti sen kesto on yhtä suuri kuin minuutin 60. osa , minuutti itsessään on tunnin 60. osa . Lisäksi sanan etymologia on peräisin keskiaikaisessa latinassa käytetyn sanan minutum secunda lyhennetystä ranskankielisyydestä , mikä tarkoittaa kirjaimellisesti toisen asteen minuuttia , toisin sanoen tunnin toista jakoa .

Tämä on yksi niistä perusyksiköistä ja kansainvälisen järjestelmän (SI), ja CGS järjestelmän . Määrällisesti SI toinen on määritelty pituus useita heilahtelut (9 192 631 770 täsmälleen) liittyvä fysikaalinen ilmiö koskee atomi ja cesium . Näiden värähtelyjen mittaus ja laskenta suoritetaan atomikelloilla .

Pohjan valinta 60

Alkaen alusta II nnen  vuosituhannella eKr. AD , Mesopotamialaiset laskettiin tukikohtaan 60 käyttämällä sumerien lisäainetyyppisestä numerointijärjestelmästä ja sekoitetusta pohjasta johdettua laskentapaikkaa . Tämä järjestelmä liittyy yleensä babylonialaiseen sivilisaatioon , joka miehitti Etelä-Mesopotamian -1800 jälkeen ja aikakautemme alkuun saakka. Tämä pohja on ylittänyt vuosisatojen: se löytyy nykyään kulmien merkinnöistä asteina ( 360 ° = 6 × 60 ° ) tai ajanjaosta ( 1 tunti = 60 minuuttia = 60 2 sekuntia ).

Ajan mittausstandardi

Toisen, kansainvälisen järjestelmän aikayksikön, määritelmä on määritelty kunkin aikakauden tiedon ja teknisten mahdollisuuksien mukaan ensimmäisestä painojen ja mittojen yleiskokouksesta vuonna 1889.

Toinen symboli s on SI-aikayksikkö. Se määritetään ottamalla kiinteä numeroarvo cesiumin taajuudelle, häiriöttömän cesium 133 -atomin perustilan hyperhienon siirtymän taajuus , joka on 9 192 631 770 Hz: ssä ilmaistuna, yksikkö yhtä suuri kuin s -1  .

Tämä määritelmä tarkoittaa tarkkaa suhdetta = 9192131770  Hz . Kääntämällä tämä suhde toinen ilmaistaan ​​vakion funktiona  :

tai

Tästä määritelmästä seuraa, että toinen on yhtä suuri kuin 9 192 631 770 säteilyjakson kesto, joka vastaa häiriötä aiheuttamattoman cesium-133- atomin perustilan kahden hyperhienon tason välistä siirtymää . "

Toinen, ajan mittaamisen standardi, on siis moninkertainen cesium 133 -atomin lähettämän aallon jaksosta, kun yksi sen elektroneista muuttaa energiatasoa . Olemme siis siirtyneet määritelmistä, tavalla , joka laskeutuu , jossa toinen johtuu tunnetun keston jakson jakamisesta pienempiin aikaväleihin, nousevaan määritelmään, jossa toinen on pienemmän aikavälin monikerta.

Sen 1997 istunnossa, kansainvälinen komitea vahvisti, että määritelmä toisen viittaa atomiin ja cesium , joka lämpötila on 0  K , joka on sanoen absoluuttinen nolla . Tämä viimeksi tarkkuus korostetaan sitä, että 300  K: siirtyminen kyseessä käy läpi, verrattuna sen teoreettista arvoa, iskutilavuus on taajuus , koska vaikutukset säteilyn ja mustan kappaleen . Tämä korjaus tehtiin ensisijaisten taajuuksien standardeihin ja siten kansainväliseen atomiaikaan (TAI) vuodesta 1997 , jolloin se ei enää ollut merkityksetön muihin epävarmuustekijöihin verrattuna.

Tänään meillä on tarkkuus jopa 14 : nnen  desimaalin tarkkuudella (10 -14 ). Lähinnä atomi- cesium-suihkukelloista saadun ns. TAI-asteikon tarkkuus ja stabiilisuus ovat noin 100 000 kertaa suurempia kuin efemerisaikaiset . Se on lisäksi tarkimmin tunnettu SI- yksikkö .

Johdetut yksiköt

SI-standardoidut yksiköt ja symbolit

Etuliitteitä kansainvälisen mittayksikköjärjestelmän mahdollista luoda kymmenen kerrannaisten ja jaannaisten toisen. Vaikka desimaaliosarajoja (millisekuntia, mikrosekuntia, nanosekuntia jne.) Käytetään melko usein, moninkertaisia ​​(kilosekuntia ( ks ) 1000 sekuntia, megasekuntia jne.) Käytetään hyvin harvoin, 60: n ( minuutti , tunti ) ja 24 ( päivä ) kertoja ) on suositeltava heille.

Kansainvälisen järjestelmän kanssa käytetyn toisen kerrannaiset ovat:

SI: stä johdetut tavalliset yksiköt ja merkinnät

On muitakin tavanomaisia ​​yksiköitä, joita ei ole kuvattu SI: ssä , mutta jotka on johdettu siitä:

Väärä luokitus

Yhden tai kahden alkuosan (merkit "′" ja "" ") käyttö ajallisen minuutin ja sekunnin vastaavina symboleina on väärä, nämä merkit osoittavat kaaren minuutin ja toisen, d-kaaren asteen alajaot .

Samoin ei ole oikein käyttää lyhenteitä symboleille ja yksiköiden nimille, kuten "sec" ("s" tai "second").

Kerta- ja osa-arvot

Etuliitteitä kansainvälisen mittayksikköjärjestelmän mahdollista luoda kymmenen kerrannaisten ja jaannaisten toisen. Kuten yllä on osoitettu, alaosia käytetään usein toisin kuin kerrannaisia.

Tässä on taulukko toisen kerrannaisista ja alaosista:

10  N Sukunimi Symboli Määrä
10 24 yottasekuntia Kyllä Quadrillion
10 21 zettasekuntia Zs Trilliard
10 18 eksasekunnissa On Biljoonaa
10 15 petasekuntia Ps Biljardi
10 12 terassekunnissa Ts Biljoonaa
10 9 gigasekunnin Gs Miljardi
10 6 megasekunti neiti Miljoonaa
10 3 kilosekuntia ks Tuhat
10 2 hehtosekuntia hs Sata
10 1 dekasekuntia das Kymmenen
1 toinen s A
10 −1 ratkaiseva ds Kymmenes
10 −2 sentti cs Sadasosa
10 −3 millisekunnin ajan neiti Tuhannesosa
10 −6 mikrosekunnin ajan μs Miljoonas
10 −9 nanosekunnin ajan ns Miljardi
10 −12 pikosekuntia ps Miljardi
10 −15 femtosekunnin fs Biljardi
10 −18 Attosecond ässä Biljoonaa
10 −21 seitsemän sekuntia zs Trilliardth
10 −24 ytosekuntia ys Neljä miljardia

Suuruusjärjestykset

Voimme huomata, että maailmankaikkeuden ikä sekunteina ilmaistuna on lähellä 4,3 × 10 17  s , mikä ei juurikaan ymmärrä paljon suurempia kestoja zettasekunteina tai yottasekunteina.

Samoin miljardi sekuntia vastaa suunnilleen 31 vuotta 8 kuukautta ja 8 päivää, enemmän puhuen inhimillisessä mittakaavassa.

Sitä vastoin erittäin lyhytaikaisella alalla Max Planckin kvanttioptiikan instituutti  (sisään) mitasi vuonna 2004 elektronien matka-ajan, jonka virittivät atosekunnin laser ultraviolettipulssit 250 ; asento mitattuna 100 attosekunnin välein, mikä vastaa 1 × 10 −16  s - vertailun vuoksi attosekuntia on sekunti, mikä sekunti on noin 31,54 miljardia vuotta. Saadaksesi paremman käsityksen suorituskykyään, vuonna Niels Bohrin malli vetyatomin , elektroni n kiertorata tuman ympärillä kestää 150 attoseconds (mutta nykyinen atomi malleja mielestä elektronin ei kehrää).

Berliinin Max Born -instituutti epälineaarisesta optiikasta ja spektroskopiasta (MBI) asetti ennätyksen matalimmalle ohjattavalle pulssin kestolle vuonna 2010, saavuttaen 12 attosekunnin keston.

Pienemmillä aikayksiköillä, septosekunnilla ja ytosekundilla, voi silti olla merkitystä subatomisessa mittakaavassa, mutta niitä ei voida mitata nykyisillä instrumenteilla.

Muut tavalliset epälineaariset aikayksiköt

Muut tavanomaiset yksiköt eivät vastaa tarkkaa sekuntien lukumäärää, eivätkä siten ole SI-yksikön aikayksiköitä eivätkä edes suoraan johdettuja siitä, koska ne ovat vain likimääräisiä arvoja omassa epälineaarisessa järjestelmässään, todellinen kesto sekunteina IF:

Monissa maissa kalenteripäivän laillinen aika määräytyy kuitenkin SI: n tunteina, minuutteina ja sekunteina ilmaistun keston mukaan: kalenteripäivien säätö aurinkopäivillä tehdään tänään aika ajoin keskimääräisissä harposekunneissa , lisätään tai poistetaan tietyinä päivinä päivän lopussa (jotta lailliset kalenteripäivät olisivat useimmiten 24 tuntia SI: ssä, mutta jotkut päivät lyhennetään tai pidennetään yhdellä tai kahdella sekunnilla SI: ssä). Tämä mahdollisti monilla aloilla poistaa perinteisten aurinkosekuntien, minuuttien ja tuntien sekä jopa kalenterin sekuntien, minuuttien ja tuntien käytön kustannuksella, joka tekee kalenteripäivän laillisesta kestosta monimutkaisemman.

Näkymät

Taajuuden ja ajan mittausstandardi

Viimeaikaiset atomikellokehitykset, jotka perustuvat elektronisiin siirtymiin optisilla taajuuksilla, ovat mahdollistaneet vakaampien kellojen rakentamisen kuin parhaat cesium-suihkukellot . Aikana 24 th Yleinen paino- ja mittakonferenssi , nämä atomit ja niiden taajuudet lisättiin toissijainen esityksiä toisen.

Julkaisujen mukaan suorituskyvystä Näiden taajuuksien standardien (mukaan lukien Nature ofheinäkuu 2013), nämä kellot voivat tulevaisuudessa johtaa toisen määritelmään.

Huomautuksia ja viitteitä

Huomautuksia

  1. 24  tunnin päivä vastaa 24 × 60 × 60 = 86400 sekuntia .
  2. Vrt. Atomi

Viitteet

  1. SI-esite 2019 , s.  18
  2. SI-esite 2019 , s.  18
  3. Mittayksiköt: SI
  4. SI-esite 2019 , s.  33
  5. SI-esite 2019 , s.  33
  6. Afnor X 02-003 - Perusstandardit - Numeroiden, määrien, yksiköiden ja symbolien kirjoittamisen periaatteet - § 6.4: "Näitä symboleja ei saa missään olosuhteissa korvata lyhenteillä, vaikka ne saattavat tuntua loogisilta tai johdonmukaisilta, tai korvata yhden symbolin toinen ”. :
    Sukunimi Symboli Älä kirjoita
    Aikayksikkö toinen s kuiva "
    minuutti min mn, '
    Kulmayksikkö sekunti (kaari tai kulma) " s
    minuutti (kaari tai kulma) ' min
  7. SI-esite 2019 , s.  35
  8. pitkä asteikko käytetty tässä on viittaus ranskankielisten maiden, erityisesti Ranskassa, Kanadassa, sekä yleisesti Euroopassa (lukuun ottamatta Iso-Britannia). Lyhyt asteikko käytetään ensisijaisesti Yhdysvaltojen, Brasilian, Iso-Britannia ja muut Englanti puhuvissa maissa (paitsi Kanada).
  9. (in) Electron liikkeet puristuksiin alas sekunnin murto , Nature 427 26. helmikuuta 2004
  10. ADIT: n ylläpitämä seurantapalvelu www.bulletins-electroniques.com pysähtyi kesäkuun 2015 lopussa yli 15 vuoden käytön jälkeen.
  11. Resoluutio 8 24 : nnen  CPGM (2011)
  12. Pääyksiköiden määritelmien käytännön toteutus , BIPM, 30. marraskuuta 2018
  13. (in) Kokeellinen toteuttaminen optisen toisen strontium ristikko kellot , Nature Communications 4 päivänä heinäkuuta 2013

Liitteet

Bibliografia

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoiset linkit