Есть ли у секунды определение?

Есть ли у секунды определение? Конечно же да! Но не будем торопиться.

Все мы когда-нибудь катались на качелях. Если посмотреть на качели со стороны, то мы увидим, что они совершают одни и те же движения или действия. Можно сказать, что они повторяют движение (“туда-сюда”). Такой процесс называется периодический. И в этом случае будем говорить, что качели совершают колебания.

Теперь мы можем измерять длительность какого-либо события или действия в колебаниях качелей. Например: сколько колебаний должны совершить качели, или сколько “туда-сюда” должны пролететь качели, чтобы сварились пельмени? Если бы все люди измеряли длительность событий в колебаниях качелей, но мы бы легко ответили на этот вопрос.

Но увы, мы так не измеряем длительность событий или действий. Причиной является тот факт, что качели не могут совершать колебания сами по себе. Их должен кто-то толкать, но этот кто-то рано или поздно устанет, и пойдет домой, возможно даже варить пельмени.

А есть ли в нашем мире что-то такое, что совершает колебания само по себе? Еще в древности люди заметили, что Солнце восходит с одной стороны, а заходит с другой. Да да, наша планета вращается вокруг своей оси и такое движение тоже является периодическим. Если мы после длительных и теплых каникул, все нарядные и с цветами пошли в школу, то после 365 Земных оборотов мы снова нарядимся, возьмем цветы и с невыспанной улыбкой пойдем на праздник 1 сентября.

1 оборот это 1 Земные сутки. Когда-то 1 оборот поделили на 24 части. Так появились часы. Потом 1 час поделили на 60 частей. Так появились минуты. Потом 1 минуту поделили на 60 частей. Так появилась секунда.

И такая система устраивала всех, пока…
Пока к таким часам не стали предъявлять требования, чтобы они шли равномерно. Для более точных измерений времени такая система начала давать сбои в расчетах. И потребовался эталон времени, который был бы настолько точен, что удовлетворял условия всех без исключения.

В поисках такого эталона было придумано много различных видов часов: кварцевые, молекулярные, атомные. На последних остановимся более подробно.

Все тела состоят из молекул. Все молекулы состоят из атомов. Атомы тоже имеют свое строение. В центре атома находится ядро, а вокруг ядра по орбитам вращаются электроны. Очень похоже на то, как планеты вращаются вокруг Солнца. Но в атоме электроны могут перепрыгивать с одной орбиты на другую. И ученые обнаружили такой атом, в котором электроны прыгают с одного уровня на другой и обратно с удивительной периодической точностью. Выходит, что в микромире есть такие-же качели, которые совершают колебания сами по себе. На основе таких колебаний были созданы очень точные атомные часы.

Этот принцип и лег в основу определения секунды.
Секунда - это промежуток времени, в течении которого совершается 9 192 631 770 колебаний электромагнитного излучения, соответствующего переходу между двумя определенными сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 в отсутствии внешних полей.

Сложно?

Главное уяснить принцип, что в атоме цезия-133 совершаются колебания, которые можно посчитать и которые можно предугадать с высокой точностью.