時間測量

時間描述事件的次序。可以選定某種周期性重復的運動過程作為參考標準，把其他物質的運動過程與這個選定的運動過程進行比較，判別和排列各個事件發生的先后順序及運動的快慢程度。

　　通常所說的時間測量包括既有差別又有聯系的兩個內容：時間間隔的測量和時刻的測量。物理學所關心的主要是時間間隔的測量及與其在數學上用倒數關系相聯系的頻率測量，一般統稱時間頻率計量。

　　時間的單位是秒。隨著科學技術的發展，秒的定義曾作過兩次重大的修改。

　　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。

　　由于地球的自轉運動存在著不規則變化，并有長期減慢的趨勢，使得世界時秒逐年變化，不能保持恒定。因此，按此定義復現秒的準確度只能達到一億分之一秒。

　　1960年國際計量大會決定采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。按此定義復現秒的準確度提高到十億分之一秒。

　　1967年，國際計量大會決定采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。按此定義復現秒的準確度已優于十萬億分之一秒。

　　原子在發生能級躍遷時以電磁波形式輻射或吸收能量，該電磁波的頻率和周期精確地與原子的微觀結構相對應，所以極為穩定。人們利用這一特性制成了各種各樣性能優異的原子鐘。

　　實驗室型的銫束原子鐘是復現原子秒定義的時間頻率基準器，具有最高的準確度和長期穩定度。氫原子鐘是激射器型的，它的短期穩定度優于銫原子鐘，但因受到貯存泡“壁移效應”的限制，準確度比銫原子鐘低一個數量級。銣原子鐘是氣泡型的，結構簡單，輕便價廉雖然準確度不高，但短期穩定度尚好，作為工作標準是很適宜的。此外，人們正在研究利用離子貯存技術和激光穩頻技術制造性能更好的原子鐘。

　　用選定的某一瞬間作為原點，用選定的時間單位“秒”進行連續不斷的積累，就構成一個時間參照坐標系，叫做時標，或時間尺度。時標的原點稱做時刻起點或起始歷元。某一事件發生的瞬間與時標上某點相對應，此瞬間稱做時刻。兩個時刻之間的持續時間稱做時間間隔。到目前為止，時標不外是基于天文觀測或對某些周期性重復運動的測量而獲得。

　　原子時標是由連續不斷工作著的原子鐘得到的。對各自獨立的原子時標加以平均，可以提高它們的均勻性國際時間局根據國際單位制時間單位秒的定義，以各國有關研究所運轉的原子鐘的讀數為依據，進行加權平均得到的時間參考坐標叫做國際原子時(TAl)，它的起點是1958年1月O日O時O分O秒(UT2)。

　　高度準確的標準頻率和時間信號主要通過無線電波的發射和傳播提供給使用部門。按其載波頻率可分為超高頻、高頻、低頻和甚低頻發播，分別由專用授時臺發播或由導航臺、電視臺、通信衛星等兼任。

　　由于傳輸特性不同，所以接收精度、接收范圍、接收時間以及校準設備操縱的難易和經濟性各有不同，不同的用戶可以根據需要和可能選擇使用。