Gli orologi atomici funzionano misurando la frequenza della radiazione elettromagnetica emessa dagli atomi. La frequenza di questa radiazione è determinata dai livelli energetici degli atomi ed è molto stabile. Ciò significa che gli orologi atomici possono tenere il tempo in modo molto accurato.
Il primo orologio atomico fu costruito nel 1949 dal National Bureau of Standards (NBS). Questo orologio utilizzava le vibrazioni degli atomi di cesio per misurare il tempo. Gli atomi di cesio hanno un livello energetico molto stabile e questo li rende ideali per l'uso negli orologi atomici.
Dallo sviluppo del primo orologio atomico, sono stati apportati molti miglioramenti alla tecnologia. Oggi gli orologi atomici sono molto più piccoli e più precisi di quanto lo fossero in passato. Sono inoltre utilizzati in una varietà di applicazioni, tra cui navigazione, telecomunicazioni e ricerca scientifica.
Ecco una spiegazione più dettagliata di come funzionano gli orologi atomici:
1. Gli atomi sono eccitati a un livello energetico più elevato. Questo viene fatto puntando un raggio di luce sugli atomi. La luce ha una frequenza vicina alla frequenza naturale degli atomi. Ciò fa sì che gli atomi assorbano la luce e si spostino a un livello energetico più elevato.
2. Gli atomi emettono luce quando ritornano al loro livello energetico inferiore. La frequenza di questa luce è la stessa della frequenza della luce assorbita. Questa luce viene rilevata da un fotorivelatore.
3. Viene misurata la frequenza della luce. La frequenza della luce viene misurata da un contatore. Questo contatore conta il numero di onde luminose rilevate in un determinato periodo di tempo.
4. Il tempo viene calcolato. Il tempo viene calcolato dividendo il numero di onde luminose per la frequenza della luce. Questo dà la quantità di tempo trascorso da quando gli atomi sono stati eccitati ad un livello energetico più elevato.
Gli orologi atomici sono molto precisi perché la frequenza della luce emessa dagli atomi è molto stabile. Ciò significa che gli orologi atomici possono tenere il tempo in modo molto preciso. Gli orologi atomici vengono utilizzati per calibrare altri orologi e per sincronizzare le reti di comunicazione. Vengono utilizzati anche nella ricerca scientifica per misurare la velocità con cui l'universo si sta espandendo.
