Атомний час.

Враховуючи те, що період обертання Землі не можна вважати незмінною одиницею часу, виникла необхідність створити нову одиницю часу, не пов’язану з обертанням Землі.

В середині ХХ століття, вивчаючи будову атома, вчені встановили властивості його енергетичного стану, які полягають в такому:

- атоми тривалий час можуть існувати тільки в певному енергетичному стані;

- їх енергія може становити лише певне депресивне значення;

- в стаціонарному стані атоми не випромінюють і не поглинають електромагнітні хвилі.

При переході з одного стаціонарного стану в інший атоми випромінюють або поглинають енергію. Якщо енергію стаціонарного стану атома в певний момент позначити через , а в інший момент - , то перехід з одного стану в інший завжди буде супроводжуватись випромінюванням чи поглинанням частоти цих хвиль “ ” можна встановити за рівнянням

, (5.8)

де - остійна Планка в 1.054х10^-27 ерг/с.

Якщо , атом випромінює енергію, а в іншому випадку при - її поглинає. Дослідженнями було встановлено, що атоми деяких речовин можуть змінювати свій енергетичний стан в змінному енергетичному полі при співпаданні частот, тобто на резонансній частоті. Резонансна частота, що генерується відповідною атомною системою, майже не залежить від зовнішнього впливу, і це забезпечує високу стабільність частоти випромінювання.

Було встановлено, що найбільшу стабільність забезпечують цезієві генератори. Проведені дослідження доли право ХІІІ конференції Міжнародного комітету мір і ваг в 1967 році рекомендувати для визначення часу нову одиницю виміру – атомну секунду.

Атомна секунда – це проміжок часу, за який відбувається 9192631770 коливань, що відповідають резонансній частоті випромінювання атома цезію – 133 при резонансному переході між енергетичними рівняннями його надтонкої структури за відсутності зовнішнього впливу. Атомний час AT (Atomic Time) встановлюють на основі показів атомних годинників на семи обсерваторіях і лабораторіях країн світу і обчислення за їхніми даними середнього значення. Точність шкали атомного часу дає змогу визначити його з похибкою в 10^-12 - 10^-13 за декілька років.

Оскільки всі процеси, що відбуваються на Землі, безпосередньо пов’язані з обертанням Землі, тобто зі всесвітнім часом, виникла необхідність встановлення зв’язку між цими системами часу.

Зв’язок цих систем часу визначається рівнянням

, (5.9)

де: і - коефіцієнти, - початкова епоха встановлення часу; - дата, на яку визначається різниця часу в юліанських століттях. Так, для Міжнародного атомного часу ІАТ і всесвітнього часу UT1 ця залежність встановлюється формулою

(5.10)

На 2000 рік становить .

Коли різниця між шкалою атомного часу і всесвітнього часу досягає 0.7 секунди, відбувається коригування координованого часу UTC на 1 секунду, щоб привести його до всесвітнього часу. Коригування цих показів, за рекомендацією Міжнародного бюро часу, можна проводити в останню секунду два рази на рік – 30 червня або 31 грудня.