Журнал «Юный техник» - Юный техник, 1956 № 03

Как же работают атомные часы?

Атомы и молекулы вещества связаны между собой силами взаимодействия. Каждый атом и каждая молекула, подобно любому упругому телу — струне, пружине и т. д., — обладает определенной собственной частотой, на которую резонирует — «откликается». Поскольку атомы или молекулы одного и того же вещества одинаковы, совпадают и их собственные частоты.

Эти частоты исключительно постоянны, почти не зависят от внешних влияний — температуры, атмосферного давлении и др. Вот почему так заманчиво использовать колеблющиеся атомы или молекулы в качестве часового маятника.

Но как это сделать? Ученые разработали несколько вариантов атомных часов. Вот, например, одни из них.

В пространстве, из которого откачан воздух, находится сосуд с разреженным газом аммиаком. В стенке сосуда имеется щель, сквозь нее молекулы аммиака вылетают наружу. При этом одни молекулы совершают только поступательное движение, другие, кроме того, колеблются. Поток молекул проходит через особое электрическое устройство, которое расщепляет его на два пучка. В одном из них молекулы колеблются, в другом нет.

Поток колеблющихся молекул направляется в так называемый объемный резонатор — колебательную систему, настроенную в резонанс с ними, то-есть имеющую ту же собственную частоту. В резонаторе возникают электрические колебания. Они усиливаются и после ряда преобразований приводят в действие часовые стрелки, как это делается в кварцевых часах.

Атомные часы — очень сложное устройство. Они основаны на новейших достижениях физики, радиоэлектроники и вакуумной техники. Как полагают, их погрешность не будет превышать миллионных долей секунды в сутки.

«ПРОВЕРЬТЕ ВАШИ ЧАСЫ!»

Мы познакомились с самыми точными, «эталонными» часами. Но их сравнительно немного. Гораздо более распространены так называемые хронометры (от греческого слова « хронос » — время), обладающие суточной погрешностью около 0,1 секунды. Именно по хронометрам проверяют обычно всю массу остальных часов. С помощью электрических устройств хронометры могут управлять ходом сотен других часов, связанных с ними проводами. Такие часы есть в любом крупном городе.

Большое распространение получила передача сигналов точного времени по радио. В нашей стране эти сигналы состоят из двух «тире» и одной «точки», которые с ошибкой не свыше 0,1 секунды отмечают определенный момент времени.

Широко распространена также передача сигналов времени по телефону. Позвоните по определенному номеру (в разных городах он неодинаков), и вы услышите голос, называющий часы и минуты. Вы «разговаривали» с особым звуковоспроизводящим аппаратом, который управляется хронометром.

Так работает служба времени.

Великие изобретения и открытия накладывают отпечаток на всю эпоху, изменяют жизнь всего общества. Мы говорим о веке пара, веке электричества, ныне мы вступили в век атомной энергии и радиоэлектроники. Но есть иные изобретения и открытия. Скромные и незаметные, они не открывают собой эпох, но каждое из них тем не менее важно и значительно, ибо оно служит на пользу людям.

Сообщения нашей сегодняшней почты рассказывают о таких интересных и скромных изобретениях.

СПИЧКА НЕ ГАСНЕТ НА ВЕТРУ. Газетный лист, покрытый иероглифами, переносит нас в Китайскую Народную Республику. Здесь на спичечной фабрике «Дачжунхуа» выпущены новые спички, обладающие необыкновенным свойством: их не может погасить даже сильный ветер. В течение 10 секунд такая спичка горит ровным пламенем. Не боящиеся ветра спички пропитаны составом, который изобрел техник фабрики Вэнь Вэнь.

СОЛНЦЕ ЗАВОДИТ ЧАСЫ. Далеко от огромного Китая, в маленькой стране, славящейся большим искусством своих часовых мастеров, в Швейцарии, задумались над вопросом: нельзя ли сделать часы, о заводке которых не нужно было бы заботиться. Задав вопрос, инженеры ответили на него, создав замечательные часы, которые заводятся светом.

В этих часах есть фотоэлемент, он превращает световую энергию в электрический ток. Ток вращает микромотор весом в 75 граммов! Он-то и заводит пружину часов через зубчатую передачу, уменьшающую скорость вращения в 10 тысяч раз. Пружина заводится тем скорей, чем лучше освещены часы. Пробыв всего 4 часа на свету, часы могут потом итти трое суток в полной темноте.