De geschiedenis van Tijdmeetkunde
Zonnewijzers om atoomklokken
Mens is altijd bezig met het meten en registreren van het tijdsverloop. Tijdwaarneming is essentieel voor de ontwikkeling van beschavingen; van weten wanneer te planten of gewassen oogsten op het identificeren van belangrijke gebeurtenissen in het jaar.
Tijd oudsher gemeten ten opzichte van de beweging van de aarde; per dag, is een omwenteling van de planeet; terwijl een jaar is een hele baan van de zon Kalenders werden ontwikkeld op basis van zo ver terug als 20,000 jaar geleden, toen jager-verzamelaars bekrast lijnen en gekerft gaten in stokken en beenderen om eventueel te tellen de dagen tussen de fasen van de maan.
Beschavingen van de oude Egyptenaren het Romeinse Rijk hebben uiteenlopende methoden die worden gebruikt om te ontdekken welke dag van het jaar is. Echter, het meten van de tijd als het voorbij gedurende de dag altijd moeilijk om de vroege mensheid had bewezen. Zonnewijzers waren misschien wel de eerste keer dat stukken en ze kunnen hun oorsprong terug meer dan vijfduizend jaar te traceren; wanneer obelisken werden gebouwd, mogelijk om het vertellen van de tijd mogelijk te maken door de cast van hun schaduwen.
Echter, de tijd te horen op een zonnewijzer was gebaseerd op de beweging van de zon aan de hemel, wat zou afwijken door de seizoenen en natuurlijk niet zou werken op bewolkte dagen of 's nachts. Andere methoden zoals water klokken of de zandloper zou gewoon fungeren als ruwe timers. Het vertellen van de tijd van de dag zou moeilijk te bewijzen met mensen vertrouwen op vergelijkingen als de tijd referenties zoals: "Zo lang het maar een man zou kosten om een kwart mijl te lopen."
De mensen waren afhankelijk van deze methoden en anderen, zoals belletje rinkelen om belangrijke momenten tot de 14th eeuw, toen mechanische klokken voor het eerst verscheen, die werden gedreven door het gewicht en gereguleerd door een berm-en-foliot echappement (een systeem dat geavanceerde tandwielstelsel op te geven regelmatig of 'teken'). Deze klokken waren veel betrouwbaarder dan zonnewijzers of andere systemen die een nauwkeurige en betrouwbare telling van de tijd van de dag voor de eerste keer in de menselijke geschiedenis.
De volgende stap voorwaarts in uurwerken kwam in de 17th eeuw, toen de slinger werd ontwikkeld om te helpen klokken de meetnauwkeurigheid te behouden. Klokkenindustrie werd al snel op grote schaal en het was niet voor nog eens driehonderd jaar dat de volgende revolutionaire stap in uurwerken zou plaatsvinden; met de ontwikkeling van elektronische klokken. Deze zijn gebaseerd op de beweging van een vibrerende kristal (gewoonlijk kwarts) in een elektrisch signaal met een exacte frequentie te maken.
Terwijl elektronische klokken waren veel nauwkeuriger dan mechanische klokken was het niet tot de ontwikkeling van atoomklokken ongeveer vijftig jaar geleden dat de moderne technologieën zoals communicatiesatellieten, GPS en wereldwijde computernetwerken mogelijk werd.
Meest atoomklokken gebruikt de resonantie van het atoom cesium-133 die exact trilt met een frequentie van 9,192,631,770 per seconde. Aangezien 1967 de Internationale Systeem van Eenheden (SI) de tweede als aantal cycli van het atoom dat atoomklokken (soms cesium oscillatoren) standaard voor tijdmetingen maakt is gedefinieerd.
Atoomklokken zijn nauwkeurig tot op minder dan 2 nanoseconden per dag, wat neerkomt op ongeveer een seconde in 1.4 miljoen jaar. Door deze nauwkeurigheid, heeft een universele tijdschaal UTC (Coordinated Universal Time of Temps Universel Coordonn ') ontwikkeld die zorgt voor een continue en stabiele tijdschaal en ondersteunt dergelijke functies zoals sprong seconden - toegevoegd om te compenseren voor de vertraging van de rotatie van de aarde.
Echter, atoomklokken zijn zeer duur en zijn meestal alleen te vinden in de natuurkunde laboratoria grootschalige. Echter, NTP-servers (Network Time Protocol), de standaard middelen voor het bereiken van tijdsynchronisatie van computer netwerken, netwerken om een atoomklok synchroniseren met behulp van ofwel het netwerk Global Positioning System (GPS) of specialist radio-uitzendingen.
De ontwikkeling van atoomklokken, GPS en NTP-servers tijd is van vitaal belang voor de moderne technologieën, waardoor computernetwerken over de hele wereld te worden gesynchroniseerd met UTC.
