Anden gang)

Sekund
Denne animation repræsenterer et lyn, der forekommer en gang i sekundet.
Flashingsecond.gif Denne animation repræsenterer et lyn, der forekommer en gang i sekundet.
Information
System Baseenheder i det internationale system
Enhed af… Tid
Symbol s

Den anden er en måleenhed for tid for symbolet s (ingen punktforkortelse). Kvalitativt har den en varighed, der svarer til den tresindste del af minuttet , hvor selve minuttet er den trettigste del af timen . Det er også etymologien for ordet, der kommer fra den forkortede franskisering af udtrykket minutum secunda på middelalderlig latin, som bogstaveligt talt betyder andenrangs minut , det vil sige anden deling af timen .

Dette er en af ​​de grundlæggende enheder i det internationale system (SI) og CGS-systemet . Kvantitativt SI andet er defineret ved længden af et antal svingninger (9 192 631 770 nøjagtigt) relateret til et fysisk fænomen vedrørende atom af cæsium . Måling og optælling af disse svingninger udføres af atomure .

Valg af base 60

Fra begyndelsen af den II th  årtusinde f.Kr.. AD , Mesopotamians tælles i base 60 ved hjælp af en tælleposition afledt af additivtypens nummereringssystem og blandet base af sumerere . Dette system er generelt forbundet med den babyloniske civilisation , der besatte det sydlige Mesopotamien efter -1800 og indtil begyndelsen af ​​vores æra. Denne base har krydset århundrederne: den findes i dag i notationen af ​​vinkler i grader ( 360 ° = 6 × 60 ° ) eller i tidsdelingen ( 1 time = 60 minutter = 60 2 sekunder ).

Tidsmåling standard

Definitionen af ​​den anden, tidsenheden i det internationale system , er etableret i henhold til den viden og de tekniske muligheder i hver æra siden den første generalkonference om vægte og målinger i 1889.

“Det andet, symbol s, er SI-tidsenheden. Det defineres ved at tage den faste numeriske værdi af frekvensen af ​​cæsium ,, frekvensen af ​​den hyperfine overgang af jordtilstanden for det uforstyrrede cæsium 133- atom , lig med 9 192 631 770 når det udtrykkes i Hz, enheden lig med s -1  .

Denne definition indebærer det nøjagtige forhold = 9 192631 770  Hz . Ved at invertere dette forhold udtrykkes det andet som en funktion af konstanten  :

eller

Det følger af denne definition, at den anden er lig med varigheden af ​​9.192.631.770 perioder med strålingen svarende til overgangen mellem de to hyperfine niveauer af grundtilstanden for det uforstyrrede cæsium-133- atom . "

Den anden, en standard til måling af tid, er således et multiplum af den periode af bølgen, der udsendes af et cæsium 133- atom, når en af ​​dens elektroner ændrer energiniveau . Vi er således gået fra definitioner, på en måde nedadgående , hvor den anden skyldes opdeling af et interval med kendt varighed i mindre intervaller, til en stigende definition, hvor det andet er et multiplum af et mindre interval.

På samlingen 1997 Internationale Komité bekræftede, at definitionen af den anden henviser til en atom af cæsium til en temperatur på 0  K , dvs. den absolutte nulpunkt . Denne sidste præcision understreger det faktum, at den pågældende overgang ved 300  K gennemgår en forskydning i frekvens sammenlignet med dens teoretiske værdi på grund af virkningerne af stråling fra den sorte krop . Denne korrektion blev foretaget til primære frekvensstandarder og derfor til International Atomic Time (TAI) fra 1997 , hvor den ophørte med at være ubetydelig sammenlignet med andre usikkerhedskilder.

I dag har vi en nøjagtighed på op til 14 th  decimal (10 -14 ). Nøjagtigheden og stabiliteten af ​​den såkaldte TAI-skala opnået hovedsageligt fra atomiske cæsiumstråleure er ca. 100.000 gange større end for kortvarig tid . Det er desuden den mest nøjagtigt kendte SI- enhed .

Afledte enheder

Standardiserede enheder og symboler i SI

De præfikser i internationale enhedssystem mulighed for skabelse af decimale over- og underenheder af den anden. Mens decimale submultipler (millisekunder, mikrosekunder, nanosekunder osv.) Bruges temmelig hyppigt, anvendes multipla (kilosekunder ( ks ) i 1000 sekunder, megasekunder osv.) Meget sjældent, multipler på 60 ( minut , time ) og derefter 24 ( dag ) foretrækkes frem for dem.

Multiplerne af det sekund, der bruges med det internationale system, er:

Almindelige enheder og notationer afledt af SI

Der er andre sædvanlige enheder, der ikke er beskrevet i SI , men afledt af det:

Forkerte vurderinger

Anvendelsen af ​​en eller to primer (tegn "′" og "″") som de respektive symboler for det tidsmæssige minut og sekund er forkert, idet disse tegn angiver minut og sekund af lysbue, underinddeling af graden d 'buen .

Ligeledes er det ikke korrekt at bruge forkortelser til symboler og enhedsnavne, såsom "sek" (for "s" eller "anden").

Multipler og submultipler

De præfikser i internationale enhedssystem mulighed for skabelse af decimale over- og underenheder af den anden. Som angivet ovenfor bruges submultipler ofte i modsætning til multipler.

Her er tabellen med multipler og submultipler af det andet:

10  N Efternavn Symbol Beløb
10 24 yottasecond Ys Quadrillion
10 21 zettasecond Z'er Trilliard
10 18 exasecond Er Billioner
10 15 petasecond Ps Billard
10 12 terasekund Ts Billioner
10 9 gigasekund Gs Milliard
10 6 mega-sekund Frk Million
10 3 kilosekund ks Tusind
10 2 hektosekund hs Hundrede
10 1 decasekund das Ti
1 sekund s EN
10 −1 afgørende ds Tiende
10 −2 centisekund cs Hundrededel
10 −3 millisekund Frk Tusinde
10 −6 mikrosekund μs Millionth
10 −9 nanosekund ns Milliarder
10 −12 picosekund ps Milliarder
10 −15 femtosekund fs Billard
10 −18 attosekund es Billioner
10 −21 zeptosekund Z'er Trilliardth
10 −24 yoctosekund ys Quadrillionth

Størrelsesordrer

Vi kan bemærke, at universets alder, udtrykt i sekunder, er tæt på 4,3 × 10 17  s , hvilket giver ringe betydning for de langt større varigheder udtrykt i zettasekunder eller yottasekunder.

Ligeledes svarer en milliard sekunder ca. 31 år 8 måneder og 8 dage, mere set på menneskelig skala.

I modsætning hertil, inden for området med ekstrem kort varighed, målte Max Planck Institute of Quantum Optics  (in) i 2004 rejsetiden for elektroner ophidset af pulserne 250 af ultraviolet af attosekund laser ; position målt hver 100 attosekunder svarende til 1 × 10 −16  s - til sammenligning er en attosekund til et sekund hvad et sekund er til ca. 31,54 milliarder år. For at få et bedre indtryk af den dygtighed, i Niels Bohrs model af hydrogenatomet , en elektrons bane omkring kernen varer 150 attoseconds (men de nuværende atomare modeller mener, at elektronen ikke spin).

Max Born Institute for ikke-lineær optik og spektroskopi (MBI) i Berlin i 2010 satte rekorden for den laveste kontrollerbare pulsvarighed og nåede varigheden på 12 attosekunder.

De mindre tidsenheder, zeptosekund og yoctosekund, kan stadig give mening ved subatomære skalaer, men kan ikke måles med nuværende instrumenter.

Andre sædvanlige ikke-lineære tidsenheder

Andre sædvanlige enheder svarer ikke til et nøjagtigt antal sekunder og er derfor ikke tidsenheder i SI, heller ikke direkte afledt af det, da de kun er tilnærmelser i deres eget ikke-lineære system med reel varighed i sekunder IF:

I mange lande bestemmes den lovlige tid på en kalenderdag nu imidlertid af en varighed udtrykt i timer, minutter og sekunder af SI: omjustering af kalenderdage med soldage foretages i dag fra tid til anden i de gennemsnitlige sprangsekunder , indsat eller slettet på bestemte datoer i slutningen af ​​dagen (således at lovlige kalenderdage oftest er 24 timer i SI, men nogle dage forkortes eller øges med et eller to sekunder i SI). Dette gjorde det muligt på mange områder at fjerne brugen af ​​de traditionelle solsekunder, -minutter og -timer og endda kalendersekunder, -minutter og -timer på bekostning af at gøre den lovlige varighed af en kalenderdag mere kompleks.

Outlook

Frekvens og tidsmåling standard

Nyere atomurudvikling, baseret på elektroniske overgange ved optiske frekvenser, har gjort det muligt at bygge mere stabile ure end de bedste cæsiumstråleure . Under 24 th General for Mål og Vægt blev disse atomer og deres frekvenser hvormed de sekundære repræsentationer af den anden.

Ifølge publikationer om udførelsen af disse frekvens standarder (herunder art afJuli 2013), kunne disse ure i fremtiden føre til en ny definition af den anden.

Noter og referencer

Bemærkninger

  1. En 24-  timers dag svarer til 24 × 60 × 60 = 86.400 sekunder .
  2. Jf. Atom

Referencer

  1. SI-brochure 2019 , s.  18
  2. SI-brochure 2019 , s.  18
  3. Måleenheder: SI
  4. SI-brochure 2019 , s.  33
  5. SI-brochure 2019 , s.  33
  6. Afnor X 02-003 - Grundlæggende standarder - Principper for at skrive tal, størrelser, enheder og symboler - § 6.4: “Under ingen omstændigheder bør forkortelser erstattes af disse symboler, selvom de kan virke logiske eller konsistente, eller erstatte et symbol med en anden ". :
    Efternavn Symbol Skriv ikke
    Tidsenhed sekund s tør, "
    minut min mn, '
    Hjørneenhed sekund (lysbue eller vinkel) " s
    minut (lysbue eller vinkel) '' min
  7. SI-brochure 2019 , s.  35
  8. Den lange skala, der anvendes her, er referencen i fransktalende lande, især i Frankrig, i Canada såvel som generelt i Europa (undtagen i Storbritannien).
    Den korte skala bruges primært af Amerikas Forenede Stater, Brasilien, Storbritannien og andre engelsktalende lande (undtagen Canada).
  9. (in) Elektronbevægelser fastgjort til split-sekundet , Nature 427, 26. februar 2004
  10. Efter mere end 15 års drift stoppede overvågningstjenesten www.bulletins-electroniques.com drevet af ADIT i slutningen af ​​juni 2015.
  11. resolution 8 af 24 th  CPGM (2011)
  12. Praktisk realisering af definitionerne af hovedenhederne , BIPM, 30. november 2018
  13. (i) Eksperimentel realisering af en optisk sekund med strontium gitter ure , Nature Communications 4 juli 2013

Tillæg

Bibliografi

Relaterede artikler

eksterne links