|
==Način rada==
[[Atom]]i imaju karakteristične [[frekvencija|frekvencije]] [[titranje|titranja]]. Najpoznatija frekvencija narančasti je vjerovatno narandžasti sjaj [[natrij]]a iz [[Kuhinjska sol|kuhinjske soli]], kada se prospe po [[plamen]]u. Atom može da ima mnogeimati različitihrazličite frekvencijafrekvencije, ali je [[cezij]]-133 element koji se najčešće koristi u atomskim satovima.
Da bi se cezijeva atomska [[rezonancija]] iskoristila za atomski sat, potrebno je precizno izmeritiizmjeriti jednu od njegovih frekvencija, što se obično čini vezivanjem jednog [[kristal]]nog oscilatora za glavnu [[Mikrovalovi|mikrovalnu]] rezonanciju cezijumovogcezijevog atoma. Taj signal je u mikrovalnom području elektromagnetskog spektra i, sasvim slučajno, u istoj je vrsti frekvencija kao direktno emitirani satelitski signali.
Da bi se napravio atomski sat, cezij se prvo zagrijava i atomi prolaze kroz jednu cijev pod visokim [[vakuum]]om – prvo kroz [[magnetno polje]] koje odabire atome odgovarajućeg energetskog stanja, pa potom prolaze kroz intenzivno mikrovalno polje. Frekvencija mikrovalne energije titra natrag i naprijed u uskom području frekvencija, tako da u jednoj točki svakog ciklusa prelazi frekvenciju od točno 9 192 631 770 [[Hertz]]a. Domet mikrovalnog generatora je ionako blizu baš toj frekvenciji, budući da potičepotječe od preciznog kristalnog oscilatora. Kad atom cezija primi mikrovalnu energiju na točnoj frekvenciji, njegovo energetsko stanje se mijenja.
Na drugoj strani cijevi, drugo magnetno polje izdvaja atome izmenjenogizmjenjenog energetskog stanja ukoliko je mikrovalno polje na točnoj frekvenciji. Jedan detektor na kraju cijevi daje izlaz proporcionalan broju cezijevih atoma koji ga udaraju, pri čemu su najveće vrijednosti izlaza onda kad je mikrovalna frekvencija točna. Ta najveća vrijednost se potom koristi za izvođenje male ispravke, kako bi se kristalni oscilator, odnosno mikrovalno polje, podesilipostavili na preciznu frekvenciju. Tako utvrđena frekvencija se potom dijeli sa 9 192 631 770, kako bi se dobio jedan otkucaj po [[sekunda|sekundi]] potreban u realnom svijetu.
Danas postoji više vrsta atomskih satova, ali svi rade na sličan način. Najveća razlika među njima se odnosi na [[Kemijski element|element]] koji koriste kao sredstvo otkrivanja promjene energetskih razina: cezijev koristi snop cezijevih atoma, pri čemu sat uz pomoć magnetnog polja razdvaja cezijeve atome različitih energetskih razina; [[vodik]]ovi atomski satovi održavaju atome vodika na odgovarajućoj energetskoj razini u jednom spremniku sa zidovima od specijalnog materijala, tako da atomi ne gube prebrzo visoku energetsku razinu. Najjednostavniji i najkompaktniji, [[rubidij]]evi atomski satovi, koriste staklenu ćeliju sa [[plin]]om rubidijem, koja mijenja upijanje [[svjetlost]]i na optičkoj rubidijevoj frekvenciji, kad je okolna mikrovalna frekvencija točna. Najprecizniji su cezijevi atomski satovi sa normalnim magnetnim poljem.
|
