anden

Fysisk enhed
Enhedsnavn	anden
Enhedssymbol	${\displaystyle \mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">s</span></span>}}${\ displaystyle \ mathrm {s}}
Fysisk mængde	Tid , tidsrum
Formelsymbol	${\displaystyle \mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">t</span></span>}}${\ displaystyle t}
dimension	${\displaystyle \mathsf{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">T</span></span>}}${\ displaystyle {\ mathsf {T}}}
system	Internationalt enhedssystem , CGS -enhedssystem , teknisk målesystem
I SI -enheder	Baseenhed
I CGS -enheder	Baseenhed
Opkaldt efter	Latin pars minuta secunda 'anden formindsket del'
Se også: år , måned , dag , time , minut , tertie

Ti sekunder vist med en lang eksponering af et armbåndsur

Den anden ( enhedssymbol : s ) er tidens SI -basisenhed . Det drejer sig om et hjerteslag (voksen hvilepuls).

Opdelingen af ​​timen i 60 minutter på 60 sekunder hver kan allerede findes omkring år 1000 i en tekst af al-Biruni . ^[1] Som Secunda fra latin pars minuta secunda (, den anden reducerede del '), er den kendt siden 1200 -tallet. I 1585 designede Jost Bürgi et ur med en anden hånd for første gang. ^[2]

definition

Dagens definition

Siden 1967, en anden er 9192631770 gange den periode af stråling , som svarer til overgangen mellem de to hyperfinstruktur-niveauer i grundtilstanden af atomer af det nuclid ¹³³ Cs . ^{[3] [4]} Med revisionen af ​​SI i 2019 ved den 26. generalkonference om vægte og foranstaltninger ^{[5] blev} den nøjagtige formulering af definitionen ændret,^{[6] med} hensyn til indhold, men definitionen af ​​den anden blev tilbage.

${\displaystyle \mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\Delta </span></span>}{\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">v</span></span>}}_{\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">C.</span></span>}\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">s</span></span>}}<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">=</span></span>\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">9</span></span>}\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">192</span></span>}\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">631</span></span>}\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">770</span></span>}\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">H</span></span>}\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">z</span></span>}}${\ displaystyle \ Delta \ nu _ {\ mathrm {Cs}} = 9 \, 192 \, 631 \, 770 \; \ mathrm {Hz}}

det følger

${\displaystyle \mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">1</span></span>}\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">s</span></span>}<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">=</span></span>\frac{\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">9</span></span>}\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">192</span></span>}\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">631</span></span>}\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">770</span></span>}}{\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\Delta </span></span>}{\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">v</span></span>}}_{\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">C.</span></span>}\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">s</span></span>}}}}${\ displaystyle 1 \; \ mathrm {s} = {\ frac {9 \, 192 \, 631 \, 770} {\ Delta \ nu _ {\ mathrm {Cs}}}}}}

Per definition er det andet multiplum af perioden for en mikrobølge, der er i resonans med en valgt niveauovergang i cæsiumatomet . Derfor kaldes det det atomare sekund. Atomure er baseret på måling af denne overgang. Siden definitionen ovenfor er deres præcision øget med mere end fire beføjelser på ti ^[7] til 10 ⁻¹⁶ . ^[8.]

Tidligere definitioner

Så længe man antog en stabil rotation af jorden , var den anden den trettende del af et minut af dagen opdelt i 24 timer til 60 minutter.

Omkring 1885 fastslog Karl Friedrich Küstner (Bonn -observatoriet), at jordens rotationsakse bevægede sig mellem polerne på 5 til 10 meter. Dette blev analyseret mere detaljeret af Richard Schumann ( TU Wien ) og Seth Carlo Chandler ( Harvard ) og var den første indikation på, at selve rotationsperioden også ændrer sig. Det var dog endnu ikke muligt at bevise det med de bedste ure dengang (afvigelse 0,05 sekunder pr. Dag).

Dette blev kun opnået af Adolf Scheibe og Udo Adelsberger i 1934 på Physikalisch-Technische Reichsanstalt . Efter at have fjernet deres egne bekymringer offentliggjorde de resultaterne i 1935 og gjorde dem mere præcise med det kvartsur, de havde udviklet. Fra omkring 1950 blev det klart, at de løbende forbedrede kvartsure ville være en bedre tidsstandard end jordens rotation. Den astronomiske dagslængde øges ikke kun gradvist på grund af tidevandsfriktionen , men viser også uregelmæssige ændringer på grund af magmastrømme mellem jordens kappe og kerne . På grund af langsommere jordens rotation skifter solens dag i forhold til en helt ensartet tid. For at kompensere skal der indsættes et spring sekund hvert andet til femte år for at synkronisere alle ure med den solrige dag, hvilket er et par brøkdele af et sekund længere.

Indtil 1967 var den anden baseret på astronomiske målinger:

• Solar sekund (indtil 1950'erne): Brøkdelen ¹ ⁄ _{86 400 af} den gennemsnitlige solskinsdag . Denne definition blev introduceret, så en gennemsnitlig solskinsdag er 24 x 60 x 60 sekunder lang. Dette svarer til den tid, hvorefter en fiktiv middel sol igen er på samme sted. (Solens dag er cirka 4 minutter længere end jordens rotationsperiode, fordi jorden bevæger sig rundt om solen i løbet af dagen, og det tager derfor lidt længere tid for et punkt på jorden at pege mod solen igen.)
• Ephemeris _andet : _Brøken ¹ ⁄ _{31 556 925,9747 i} det tropiske år den 0. Januar 1900 (= 31. december 1899) klokken 12 UT . Det refererer til forholdet mellem årets varighed og jordens rotation på det tidspunkt. Ephimeridsekunden blev defineret som en anden af ​​Den Internationale Komité for Vægt og Mål (CIPM) i 1956. ^{[4] [9]}

Fremtidige udviklinger

Præcisionen, hvormed den anden kan realiseres (fra 2018: ca. 10 ⁻¹⁶ ) ^[8] begrænser den opnåelige nøjagtighed af tidsmålinger i enheden “sekund”. ^[10] I mellemtiden er der udviklet ure, der ikke er baseret på cæsiumatomer og er op til to størrelsesordener mere præcise. Med sådanne ure som den primære reference kunne der opnås endnu mere nøjagtige tidsmålinger. En forudsætning for dette ville naturligvis være en omdefinering af måleenheden. ^{[8] [11]}

Enheder relateret til den anden

Enheden anden bruges med forskellige præfikser til måleenheder ( SI -præfikser ), for eksempel:

Minut , time og dag er almindelige som større tidsenheder og er lovlige måleenheder i EU og Schweiz. Forstørrelse af SI -præfikser såsom "megasekund" (= 1 000 000 s = 11 dage 13 t 46 min 40 s) er tilladt, men meget usædvanligt.

Enhederne " Hertz " (1 Hz = 1 s ⁻¹ ) for periodiske hændelser og " Becquerel " (1 Bq = 1 s ⁻¹ ) for (radio) aktivitet er afledt af den anden.

Trivia

Med indførelsen af ​​den franske revolutionære kalender i 1792 blev der forsøgt at ændre opdelingen af ​​en dag til decimalsystemet . En dag blev opdelt i ti timer, en time i hundrede minutter og et minut i hundrede sekunder. Ifølge dette havde en dag 100.000 sekunder sammenlignet med 86.400 sekunder til konventionel bestemmelse. For den mindste tidsenhed havde denne decimaltid en umærkelig effekt, da den kun var omkring 15% kortere. Virkningerne på de to næste højere tidsenheder var betydeligt stærkere. Decimalminutten var næsten halvanden gang så lang, decimaltimen næsten to og en halv gange så lang.

Et sekund kan opdeles hexagesimalt i tres små tidsenheder, tertia . Men dette er helt usædvanligt.

Weblinks

Wiktionary: For det andet - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser

• tidsenhed (anden). BIPM , adgang 2. august 2019 .   Formulering af definitionen af ​​den anden
• Physikalisch-Technische Bundesanstalt: Definitionen på sekunder fra 1967. On: ptb.de.
• Physikalisch-Technische Bundesanstalt: tid og hyppighed. På: ptb.de.
• Physikalisch-Technische Bundesanstalt: 50 år med atomdefinitionen af ​​den anden. På: ptb.de. Særligt nummer af PTB-Mitteilungen (PDF; 2,44 MB), herunder:
  Johannes Graf: Andens division i timen. Til historien om den anden.
  Andreas Bauch: Atomisk definition af tidsenheden 1967-2017.

Individuelle beviser

1. ^ CE Sachau: De gamle nationers kronologi. En engelsk version af den arabiske tekst fra Athâr-ul-Bâkiya fra Albîrûnî , eller “Fortids restes ”. London 1879, s. 147-149.
2. ↑ Swiss Physical Society: Jost Bürgi opfandt ikke bare det andet. På: sps.ch.
3. ^ Resolution 1 i den 13. CGPM. SI tidsenhed (anden). Bureau International des Poids et Mesures , 1967, adgang 9. august 2021 .  
4. ↑ ^{a b} SI Brochure: The International System of Units (SI), 9. udgave I: bipm.org. Bureau International des Poids et Mesures , adgang til 12. april 2021 (engelsk, fransk).  
5. ^ Resolution 1 i 26. CGPM. Om revisionen af ​​International System of Units (SI). Bureau International des Poids et Mesures , 2018, adgang til 12. april 2021 .  
6. ↑ Den officielle tyske oversættelse af definitionen lyder: ”Den anden, enhedssymbol s, er SI -tidsenheden. Det defineres ved at indstille den numeriske værdi 9 192 631 770 for cæsiumfrekvensen Δν _Cs , frekvensen af ​​den uforstyrrede hyperfin overgang af cæsiumatomets 133 grundtilstand, udtrykt i enheden Hz, der er lig med s ⁻¹ . ” Nye definitioner i det internationale enhedssystem (SI). (PDF; 1,3 MB)PTB , adgang til 31. oktober 2019 .  
7. ^ Konferencerapport fra den 13. generalkonference om vægte og mål , 1967, side 56 (fransk) - her anslås præcisionen af ​​cæsiumatomure til ca. 10 ⁻¹² .
8. ↑ ^{a b c} Konferencerapport fra den 26. generalkonference om vægte og foranstaltninger , 2018, side 70 (fransk) og side 347 (engelsk), åbnet den 7. oktober 2020: “Dagens ultrastabile, laserkølede cæsiumure har en nøjagtighed på ⁻¹⁶ . (...) optiske ure overgår nu atomure med afkølede cæsiumfontæner med to størrelsesordener. Dette kan føre til en mulig omdefinering af den anden i fremtiden. " (Uofficiel oversættelse)
9. ^ Resolution 9 af 11. CGPM. Definition af tidsenheden (sekund). Bureau International des Poids et Mesures , 1960, åbnede 12. april 2021 .  
10. ^ SI Brochure 9. udgave (2019), tillæg 4, del 1. Bureau International des Poids et Mesures , 2019, s. 1 , tilgængelig den 12. april 2021 (engelsk, fransk).  
11. ↑ Rådgivende udvalg for enheder (CCU), rapport fra det 22. møde. Kapitel 11.1: Betingelser og tidslinje for redefinitionen af ​​den anden. Bureau International des Poids et Mesures , 16. juni 2016, tilgås 6. juni 2021 .