Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зайцева Г.А. -> "Время и современная физика" -> 27

Время и современная физика - Зайцева Г.А.

Зайцева Г.А. Время и современная физика — М.: Мир, 1970. — 152 c.
Скачать (прямая ссылка): vremyaisovrfiz1970.djvu
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 55 >> Следующая

Мазер Таунса был основан на использовании такого же дипольного электрического перехода молекул газообразного аммиака (23 870 Мгц), как и в случае первых регулируемых кварцевых часов. Чтобы рассортировать молекулы по их энергетическим уровням, Таунс использовал метод молекулярного пучка, совершенно подобный методу атомного пучка, о котором уже говорилось выше, с той лишь разницей, что так как здесь используется электрический дипольный переход, то в различных состояниях молекула обладает разными не магнитными, а электрическими моментами. Поэтому вместо неоднородного магнитного поля, применявшегося для атомов цезия, используется неоднородное электрическое поле, позволяющее отклонять молекулы аммиака. В результате лишь молекулы, находящиеся на самых высоких энергетических уровнях, попадают в резонатор.
Когда Таунс создал свой первый мазер, у него не оказалось достаточно точного осциллятора, чтобы проверить стабильность мазера; поэтому он был вынужден построить второй такой же мазер. Работая одновременно в течение многих часов, оба мазера оставались стабильными с точностью до 10~10.
Одна из основных причин, ограничивающих стабильность мазера,— изменение частоты, обусловленное самим резонатором: если частота резонатора лишь слегка отличается от частоты атомного перехода, то частота образующейся в нем волны смещена по отношению к частоте перехода на очень незначительную величину. Разумеется, это смещение много меньше, чем вызвавшая его разность частот, но пренебречь им нельзя, поэтому стабилизировать резонатор с достаточной точностью чрезвычайно трудно.
78
Существуют многие другие атомные переходы, которые можно использовать для создания мазеров, вместо того чтобы методом пучка сортировать атомы по их энергии. Известны способы для перевода большого количества атомов на верхний уровень энергии (импульсный магнитный резонанс, мазеры с тремя уровнями, оптическая накачка и т. д.). Но здесь невозможно описать все исследования, ведущиеся в области мазеров.
Укажем еще на применение лазеров (Light Amplifier by Stimulated Emission of Radiation—усиление света на основе, индуцированного излучения) 1, основанных на принципах, аналогичных принципам действия мазеров. Однако лазеры излучают видимый свет, а не радиоволны; впрочем, точной границы между двумя областями не существует.
В настоящее время источники излучений двух данных видов находятся в стадии совершенствования. Они активно изучаются в связи с возможностями чрезвычайно разнообразных применений, и сейчас трудно предсказать конечные результаты (речь будет идти о точностях порядка 10~12 или 10~13). Будет ли способствовать применение подобных источников значительному улучшению техники измерения времени в сравнении с регулируемыми кварцевыми часами? Это вполне возможно, но не так-то легко, если принять во внимание высокую степень точности новейших конструкций часов. Не нужно забывать, что уже сейчас можно построить часы с точностью lO-10; эт0 значит? чт0 они в течение нескольких столетий отстанут или уйдут вперед лишь на одну секунду. Возможно, в скором будущем физики научатся измерять время точнее, чем астрономы, и единица времени будет определена при помощи атомных объектов, как это уже случилось с единицей длины.
Вы, вероятно, удивляетесь тому, что современная физика позволяет создавать молекулярные и атомные часы, в то время как понятие времени в масштабе элементарных частиц (см. статью Ленюйе) сильно осложняется. Между тем здесь никакого противоречия нет, так как для
1 За создание лазеров и мазеров советским ученым Н Г. Басову и А. М. Прохорову присуждена Нобелевская премия.— Прим. ред.
79
измерения времени используют очень большое число частиц и основываются при этом лишь на их статистических свойствах.
БЕРИАР ДЕКО ПЕРЕДАЧА ВРЕМЕНИ
Измерение и сохранение времени не является самоцелью, а представляет интерес лишь тогда, когда мы можем использовать это время для бесчисленных применений.
Некоторые из применений могут осуществляться в непосредственной близости от часов, но в общем случае это уже не так — приходится передавать результаты измерения на более или менее значительные расстояния. Более того, сейчас возникает необходимость передавать время по широковещательной сети во всемирном масштабе.
Укажем лишь некоторые случаи, когда передача времени играет первостепенную роль. Это прежде всего определение долготы, для чего в каждой точке земного шара нужно знать время начального меридиана. Определение местонахождения включает такое определение долготы; современные методы радионавигации позволяют ориентировать неизвестную точку по отношению к известным точкам, если известны результаты измерений времени распространения радиоволн. Космические исследования требуют точной синхронизации наблюдений, производимых в различных местах.
Наконец, точные измерения времени или частоты используются в самых различных областях: радиолокация, связь на больших расстояниях, навигация, управление, электронные вычисления и т. д. — все это в большей или меньшей степени опирается на передачу данных о времени. В повседневной жизни, например, движение транспорта требует, чтобы для всей транспортной сети часы, хотя бы с небольшой точностью, указывали одно и то же время. Невозможно передавать информацию без точного контроля времени и частот, отсюда ясно, насколько существенно измерение промежутков времени в современной физике.
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 55 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed