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Atomuhr |
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geschrieben am: 19.08.2001 um 02:03 Uhr
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Was hat eine Uhr mit einem Atom zu tun?
Haben Sie sich noch nie gefragt, was eine Sekunde ist, bzw. wer sagt, wie lange eine Sekunde eigentlich dauert?
Zu Beginn hat man durch die Messung der Erdrotation versucht einen möglichst genauen Zeittakt zu definieren. Das Ergebnis einer Rotation der Erde um 360 Grad ist: ungefähr 23 Stunden 56 Minuten und 4,09 Sekunden. Wieso ungefähr werden Sie sich jetzt fragen? Durch Schwankungen in der Rotation der Erde, verursacht durch zum Beispiel die Gezeitenkopplung an den Mond und damit verbundene Masseverlagerung (die sich bis hinein ins Erdinnere auswirken), wird die Rotation behindert bzw. abgebremst.
Außerdem befinden sich die größeren Landmassen auf der Nordhalbkugel. Es gibt jahreszeitbedingte, unterschiedlich starke Winde auf der Nord- und Südhalbkugel. Die Erde verändert ständig Ihre Form. Im Frühling zum Beispiel durch das Wachsen der Blätter an den Bäumen verlagern sich die Erdmassen weg vom Erdmittelpunkt, im Herbst durch das Herabfallen des Laubes verlagern sie sich wieder näher zum Erdmittelpunkt.
Alle solche Effekte tragen dazu bei, dass die Erde sich unterschiedlich schnell dreht. So dreht sich die Erde Anfang Juni am Langsamsten. Sie geht ungefähr 0.48 Sekunden nach. Nach und nach holt sie diesen Zeitverlust wieder auf und dreht sich dann Anfang Oktober am Schnellsten. Sie geht ungefähr 0,48 Sekunden vor.
Diese Schwankungen sind so verschieden, dass dadurch nur eine Mitteln eines Zeittaktes definiert werden kann. Diese Methode anhand der Erdrotation eine Zeitnormale zu definieren wird auch Erdrotationszeit genannt.
Da ein Tag mit 24 Stunden definiert wurde, kommt es auf Grund dieser Zeitschwankungen zu sogenannten "Schalt"-Sekunden. Dass heisst, bevorzugt am 31. Dezember oder am 30. Juni wird nach Bedarf entweder eine "Schalt"-Sekunde eingefügt oder abgezogen.
Um all diese Schwankungen möglichst klein zu halten und darüber hinaus eine Möglichkeit zu haben, eine genaueste Zeiteinheit bestimmen zu können, ist man dazu übergegangen, den Zeittakt anhand eines Cäsium Atoms zu definieren. Denn wichtig für eine Uhr ist, dass es einen genauesten, definierten Zeittakt gibt, der möglichst gleiche Takte hat. Bei einer Uhr also: Die Definition der Zeittakte einer Sekunde!
Prinzip einer Atomuhr:
Anhand eines Cäsuimatoms kann ein Zeittakt festgelegt werden, welcher nur eine Ungenauigkeit kleiner als 5 x 10-12 besitzt. Das Cäsiumatom kann, wie alle Atome, in zwei Energiezuständen vorkommen, nämlich (+) und (-). Der ständige Wechsel des Energiezustandes dieses Cäsiumatoms kann durch elektronische Strahlung mit einer charakteristischen Frequenz erzwungen werden. Die Frequenz des Cäsiumatoms liegt bei einen Wert von 9.192.631.770 Hz. Das bedeutet, innerhalb einer Sekunde wechselt das Cäsiumatom seinen Energiezustand 9.192.631.770 mal. Diese Schwingdauer eines Cäsiumatoms ist zeitlich konstanter als das Schwingen eines Pendels oder die Schwingfrequenz eines Quarzes oder die Periodendauer der Erdrotation wie oben beschrieben.
wollt ich nur mal gesagt haben... |
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| "Autor" |
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geschrieben am: 19.08.2001 um 02:13 Uhr
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dadurch erhlaten wir also unsere genau Zeitmessung...
obwohl Cäsium-Atome dafür eher unpraktisch sind, da das Cäsium137-Isotop nur ein Halbwertzeit von 30 Jahren besitzt und der Uhr daher nach 60 Jahren schon der Saft ausgeht...  Gut, immer noch besser als Radon220, welches nur eine Halbwertzeit von 55,6 sek. besitz, aber wären Uran238-Isotope nich am praktischsten... die halten 9 Milliarden Jahren...
ich wollt auch mal Chemie/Physik-Experte spielen...  |
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| "Autor" |
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geschrieben am: 19.08.2001 um 04:23 Uhr
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[i]häh?Schnall ich net wie imma gg[/i] |
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| "Autor" |
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geschrieben am: 19.08.2001 um 15:00 Uhr
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öhm nö trunks stimmt nicht ... nemen wir an wir haben 40 einheiten Cäsium ... dann sind nach 30jahren noch 20 einheitzen über nach weiteren 30 zehn nach nochmal 30 Jahren 5 und nach nocheinmal 30 Jahren sind noch 2.5 einheiten cäsium über .... nur mal so *ggg*
[schwarz][i]... ganz einfach die [b]1[/b] ... oliiiii [b]RECK!!![/b]...
JoH |
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| "Autor" |
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geschrieben am: 19.08.2001 um 15:08 Uhr
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| häääääääääääääääääääääääääääääääääääääääääääääääääääääääääääääää??????? bekomm jetz erst physik/ chemie |
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| "Autor" |
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geschrieben am: 19.08.2001 um 18:43 Uhr
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[i]Na dann kannst du dich ja jetzt schon mal drauf freuen... *schadenfrohlacht*
Hab das gottseidank schon alles hinter mir
Winnie |
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| "Autor" |
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geschrieben am: 19.08.2001 um 20:14 Uhr
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| Almost Heaven, west verginia blue ritsh mountains .... lalalalalala *ggg* |
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| "Autor" |
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geschrieben am: 20.08.2001 um 03:29 Uhr
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| man sagt, dass nach dem 12maligen verstreichen der halbwertszeit, das isotop verschwunden bzw. unmessbar klein geworden ist. Also nach 360 Jahren. Also "mir" reicht das!!! |
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| "Autor" |
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geschrieben am: 20.08.2001 um 23:47 Uhr
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| gut, wieviele jahre hattet ihr physik? ich leider erst 2 jahre...und hatte nur so einen scheiß mit elektrizitätz lehre oder optik, leider zimlich langweilig aber immerhin is es dann nich schwer ne 1 zu bekommen, das klingt dennoch interesanter.. |
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| "Autor" |
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geschrieben am: 21.08.2001 um 01:31 Uhr
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[i]Buchtipp:
Steven Hawking
[b]eine kurze Geschichte Der Zeit[/b]
wers nich hat, der muss es kaufen!!! (verstehen is ne ganz andere Sache *gg*)
Zivi |
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