㈠ 在物理上,一秒,一米,是怎樣定義的
1秒的定義:將銫-133原子基態的兩個超精細能級之間躍遷相對應輻射的9192631770個周期所持續的時間定義為一秒。按此定義復現秒的准確度已優於十萬億分之一秒。
秒本身的定義就是一天的86400分之一,這一時間單位本就是人為分割的,沒有意義。不論是地球自轉或地球公轉定義還是銫原子定義都只致力於使一秒的長度固定下來。
1米的定義:「1米」被定義為平面電磁波(光)在「1/299,792,458秒」的持續時間內在真空中傳播行經的長度。
(1)物理學秒是如何定義的擴展閱讀:
歷史由來
人們最早是利用地球自轉運動來計量時間的,基本單位是平太陽日。19世紀末,將一個平太陽日的1/86400作為一秒,稱作世界時秒。
由於地球的自轉運動存在著不規則變化,並有長期減慢的趨勢,使得世界時秒逐年變化,不能保持恆定。因此,按此定義復現秒的准確度只能達到一億分之一秒。
㈡ 「秒」這個單位是如何規定的
一.秒的最初規定:太陽早升晚落是人們經常觀察到的現象,太陽在天空的位置也就自然成為人們觀察時間的依據。太陽連續出現在天空同一位置所經過的時間間隔叫做一天,也就是天文學中的「真太陽日」。應該說明的是真太陽日並不等於地球自轉一周的時間,這是由於地球除自轉外還繞太陽作公轉。公轉軌道是橢圓,太陽在橢圓的一個焦點上。當地球自轉一周時,同時在公轉軌道上地球經過一段孤長,相應地地球自轉必需多轉一定角度才能在地面上觀察到太陽和前一天出現在同一位置的情況。可見用太陽的位置來觀察時間,其結果不僅和地球自轉有關也和地球繞太陽公轉有關。不幸的是地球在公轉軌道上的運動並不是勻速的,根據描述行星運動的開普勒定律可知太陽和行星的聯線在相等的時間內掃過相等的面積,因之地球運動到近日點時它的線速度最大,而在遠日點時線速度最小。也可以作如下簡單推導,設在近日點處地球速度為v1地日距r1;遠日點處地球速度為v2,地日距為r2。面積速度相等即v1r1=v2r2,由此式可得
使得各個真太陽日的時間間隔不等,這對觀日定時是不利的。於是人們把一個回歸年的所有真太陽日加以平均,其平均值叫平太陽日。1789年法國成立特設科學委員會研究時間計量標准,歷時近30年於1820年正式提出最初的秒長定義:平太陽日時間長度的86400分之一規定為一秒。秒長的這一規定由1820年使用到1960年。由此定義,明顯看出它是建立在地球自轉的基礎上的。隨著科學的發展,人們觀測到地球的自轉也是不均勻的,有時快,有時饅,但自轉的總趨勢是減慢,這就使得前面的定義中的秒長不是一個不變的時間間隔,它的准確度只能達到10-7數量級,滿足不了高度發展的科學技術的要求。
二.歷書時系統的秒長定義:力學的發展使得人們根據力學規律可以精確計算出各時刻運動物體所處的位置,反之如果能夠觀測到運動物體的位置,也就可以確定運動體在該位置的時刻。在浩翰的宇宙中,將地球看作一個質點,在地球質點上觀測其它星體的位置,例如,由於地球公轉,太陽相對地球的位置不斷發生變化。同樣月球繞地球公轉,月球相對地球位置也在不斷發生變化。由觀測太陽或月亮相對地球的位置就可以確定時間,這種時間系統不受地球自轉的影響,是均勻的,稱為歷書時。歷書時規定當太陽在一個特定的位置時(太陽幾何平黃經為279°41』48"的瞬時)作為1900年1目0日12時正。歷書時秒的定義為:由1900年1月0日12時開始的一個回歸年長度的1/31556925.9747,這一分數的分母是1900年回歸年的天數×24×60×60而得到的。1985年國際天文學會通過決議:自1960年起採用歷書時秒作為天文學的時間標准。這種時間標准由於對星體准確位置觀測上的困難,使得秒長誤差在10-9數量級,歷書時秒僅使用了數年時間便被原子秒所代替了。
三、原子秒的定義:在介紹原子秒之前首先了解一點原子方面的基本知識,原子是由原子核及核外電子所構成的,核外電子在一定軌道上繞核運動,允許的軌道有多個。電子在不同軌道上運動,原子就具有不同的能量,用原子物理的術語來說就是原子處於不同的能級。當原子受到電磁波輻射時吸收電磁波能量,電子由低能軌道躍遷到高能軌道,這時原子處於激發態。反之電子由高能軌道回到低能軌道時要向外輻射電磁波,電子處在最低能量軌道時原子能量最低,稱基態原子。原子輻射或吸收電磁波的頻率嚴格滿足下列條件:
兩個能級,h為布朗克常數。原子的各個能級是固定的,這使原子只能輻射或吸收一定頻率的的電磁波,該電磁波頻率所對應的周期為:
干倍為一秒,我們就會得到重復性極好的秒。但是,原子秒並不是由電子軌道的變化所定義的,而是由所謂的核自旋的變化來定的。原子中除電子繞核轉動外,原子核本身在作自轉,稱核自旋,由量子力學理論得知核自旋的方向只能取幾個不連續的方向。對應核自旋的不同方向,使原子處在不同的能級,即所謂的超精細能級。當原子發生超精細能級之間的躍遷時,也就是核自旋由一方向躍遷到另一個方向時,伴隨著有一定頻率的電磁波的輻射或吸收。
第十三屆國際計量大會(1967年10月)作出規定:銫原子133基態的兩個超精細能級之間躍遷振盪9192631770周所經歷的時間為一個原子時秒,也就是說當原子量為133的銫原子處在基態中時核自旋由一種自旋方向轉變為另一種自旋方向時原子能量發生變化,所對應的電磁波的周期的9192631770倍的時間間隔規定為一個原子時秒。原子時秒具有極高的穩定性,其准確度可達10-13~10-14。國際單位制中的秒長就是按照上述規定在海平面上得到的。
㈢ 關於「秒」的定義的疑問
因為科學上的慣性,是科學發展的繼承,歷史問題。人們已經習慣了一天24小時,習慣了一天,一個小時,一分鍾,一秒鍾等等計量單位給人們的感受時常。如果在定義時,與實際生活中所應用的發生較大的偏差,則不利於社會的發展。所以就沿用了。
類似的在物理學上的例子還有很多。比如為了使光速取整數值,修改了長度單位米的定義。磁感應強度也因為歷史原因,沒有改成磁場強度的叫法。
這些沒有什麼特別嚴格的規定,只是科學發展的進程中,從淺薄表面的知識,逐漸的深入之後所造成的對原來的知識認識程度不夠,所以再重新加以定義。但是如果因為這個而影響到人們的正常生活,代價就太大了。比如問題中所說的,如果改為10,000,000個周期為一秒,每天的總時間就要改,小時的定義是不是也要變呢?這樣的變動會影響到全世界范圍的人們的生活,代價就太大了。
㈣ 「一秒」的時間單位是如何被定義出來的
最早,人們是利用地球自轉運動來計量時間的,基本單位是平太陽日。19世紀末,將一個平太陽日的1/86400作為一秒,稱作世界時秒。
由於地球的自轉運動存在著不規則變化,並有長期減慢的趨勢,使得世界時秒逐年變化,不能保持恆定。因此,按此定義復現秒的准確度只能達到一億分之一秒。
1960年國際計量大會決定採用以地球公轉的運動為基礎的歷書時秒作為時間單位,即將1900年初附近,太陽的幾何平黃經為279°41'48".04的瞬間作為1900年1月O日12時整,從該時刻起算的回歸年的1/31556925.9747作為一秒。按此定義復現秒的准確度提高到十億分之一秒。
1967年,國際計量大會決定採用原子秒定義取代歷書時秒定義。即將銫-133原子基態的兩個超精細能級之間躍遷相對應輻射的9192631770個周期所持續的時間定義為一秒。按此定義復現秒的准確度已優於十萬億分之一秒。
㈤ 秒這個單位是怎麼定出來的啊
【度量單位】之「秒」的由來
時間是物理學中的七個基本量綱之一,符號t。在國際單位制(SI)中,時間的基本單位是秒,符號s,今天我們就來說說秒的由來。
古今人類的時間智慧
古代天文學家及物理學家以日圭、日晷、水鍾、單擺,利用觀測日影的變化或水位的變化來計時。
圭表是我國最古老的一種計時器,古代典籍《周禮》中就有關於使用土圭的記載,可見圭表的歷史相當久遠。圭表是利用太陽射影的長短來判斷時間的。它由兩部分組成,一是直立於平地上的測日影的標桿或石柱,叫做表;一為正南正北方向平放的測定表影長度的刻板,叫做圭。既然日影可以用長度單位計量,那麼光陰之「陰」,及時間的長短,用「分」、「寸」表達就順理成章了。
圭表
隨著科技進步,近代科學家發明單擺鍾及石英振盪器,利用單擺或石英晶體的振盪周期來計時。但上述計時方式易受環境、溫度、材質、電磁場甚至觀測者觀測角度等影響,穩定度不佳,須由天體(地球自轉、公轉、月球公轉)周期來校正。
最初定義——天文秒
1960年以前,CIPM(國際計量大會)以地球自轉為基礎,定義以平均太陽日之86400分之一作為秒定義。即1 Second = 1/86400 Mean Solar day其穩定度在10-8左右。
1960-1967年CIPM改以地球公轉為基礎,定義西元1900年為平均太陽年。秒定義更改為:一秒為平均太陽年之31556925.9747分之一。1 Sec = 1/31556925.9747 Solar Year at 1900穩定度約為10-9。
最新定義——原子時秒
二十世世紀中葉,由於量子力學的發展,發展了諸如光譜超精細結構、鎂射及雷射、光磁共振(Optical Pumping)、分子束磁共振、分離震盪場等實驗及研究,使量子頻率標准取代以天體運動為標准之天體時而成為計時標准。1967年,CIPM定義秒是銫133原子(Cs133)基態的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的9,192,631,770個周期所持續的時間。此秒定義一直維持至今。
國際原子時的穩定性是由分布於世界各地、隸屬於幾十多個國家的數十家實驗室的原子鍾定期比對來保證的。這些原子鍾的比對是通過羅蘭-C系統、GPS系統、衛星雙向系統進行的。比對的不確定度根據比對方法的不同而不同,但都小於0.1微秒。
㈥ 什麼是一秒鍾,有多快,如何定義的
秒的定義:銫133原子基態的兩個超精細能階之間躍遷時所輻射的電磁波的周期的9,192,631,770倍 的時間。這個定義提到的銫原子必須在絕對零度時是靜止的,而且所在的環境是零磁場。
時間單位秒(second)是國際單位制中時間的基本單位,符號是s。有時也會借用英文縮寫標示為sec.。
人們把一天平均分成24份,每份仍用「時」來表示。這時的「一時」就是現在的一個小時,只相當於過去(漢朝以後)「一時」或「一個時辰」的一半,所指的時間縮短了。接著,人們又把一小時分成60等份,每份的時間叫1分,把1分又分成60等份,每份的時間叫1秒。這樣,時、分、秒就確定下來了。
國際單位制詞頭經常與秒結合以做更細微的劃分,例如ms(毫秒,千分之一秒)、us(微秒,百萬分之一秒)和ns(納秒,十億分之一秒)。雖然國際單位制詞頭雖然也可以用於擴增時間,例如ks(千秒)、Ms(百萬秒)和Gs(十億秒),但實際上很少這樣子使用,大家都還是習慣用60進制的分、時和24進制的日做為秒的擴充。
毫秒是一種較為微小的時間單位,是一秒的千分之一(0.001秒),簡稱ms。典型照相機的最短曝光時間為一毫秒。
微秒(microsecond)即百萬分之一秒(10的負6次秒),簡稱μs。光在這個時間里可以傳播300米,大約是3個足球場的長度,但是海平面上的聲波只能傳播1/3毫米。
納秒(nanosecond)即一秒的10億分之一(10的負9次秒),簡稱ns。常用作內存讀寫速度的單位。
皮秒(picosecond)即納秒的千分之一(10的負12次秒),簡稱ps。最快晶體管的運行以皮秒計。
㈦ 物理中第三秒是指時間還是時刻
第三秒是指時間間隔,表示的是一段時間。時間間隔和時刻統稱時間,說它是時間也是沒有錯的。0~3s、前3s、第三s,這些都是時間間隔。3s、3s末、4s初,這些都是時刻。
時刻是指一個時間點,它不具有長度,就像是一個在直線上的點一樣,而第三秒是指第三個一秒,也就是說它有長度,長度為1秒。
基本定義
物理學是一門自然科學,注重於研究物質、能量、空間、時間,尤其是它們各自的性質與彼此之間的相互關系。物理學是關於大自然規律的知識;更廣義地說,物理學探索並分析大自然所發生的現象,以了解其規則。
物理學研究的空間尺度范圍與時間尺度范圍。
物理學(physics)的研究對象:物理現象、物質結構、物質相互作用、物質運動規律。
㈧ 在物理學國際上是怎樣認定一秒鍾的
在現行國際單位制下,在1967年召開的第13屆國際度量衡大會對秒的定義是:銫133原子基態的兩個超精細能階間躍遷對應輻射的9,192,631,770個周期的持續時間。這個定義提到的銫原子必須在絕對零度時是靜止的,而且在地面上的環境是零磁場。在這樣的情況下被定義的秒,與天文學上的歷書時所定義的秒是等效的。
㈨ 物理學上是怎麼定義時間的呢
在現行國際單位制下,在1967年召開的第13屆國際度量衡大會對秒的定義是:銫133原子基態的兩個超精細能階間躍遷對應輻射的9,192,631,770個周期的持續時間.[1]這個定義提到的銫原子必須在絕對零度時是靜止的,而且在地面上的環境是零磁場.[1]在這樣的情況下被定義的秒,與天文學上的歷書時所定義的秒是等效的.秒的國際標准符號可以參考en:ISO 31-1.From WIKI
㈩ 物理,時間與時刻 類似什麼第一秒,第一秒末,第一秒初,第一秒內之類怎麼分
以數軸作說明
1、第一秒是從0開始到1刻度結束。
2、第一秒末即為第2秒初,也就是刻度2。
3、第一秒內與第一秒一樣,都是從0開始,到刻度1結束。
時間與時刻區分的時候,第幾秒初或者第幾秒末就是表示在描述時刻,即某一瞬間。第幾秒錶示在描述時間,屬於一個范圍。
(10)物理學秒是如何定義的擴展閱讀:
注意:時刻既沒有大小,又沒有方向,所以時刻不是標量也不是矢量,因為時刻不是量,是一個時間點,他只是時間中的一個點。
時刻在文字方面,可以作為個名詞來使用,如激動的時刻等等,另外時刻還可以作為個副詞來形容動詞,如我們常說的時刻准備著等。
時刻是時間軸上的一點。時刻是指某一瞬間,在時間軸上用點表示。對應的是位置、速度、動量等狀態量。
時刻:用時間軸上的一個點表示。1s末、2s末、3s末……;1s初、2s初、3s初……
時間:兩時刻間的一段距離,是時間軸上的一段。1s內、2s內、3s內……第1s內、第2s內、第3s內……第2個4s……第2個2s末到第4個2s初……