Atomur, eller molekylur, elektrisk ur som reguleres automatisk ved utnyttelse av absorpsjon av elektromagnetiske bølger med svingefrekvens nær resonans med en atom- eller molekylsvingning. Det første atomur ble konstruert ved National Bureau of Standards i USA i 1948, og var basert på absorpsjon av mikrobølger med 1,3 cm bølgelengde i ammoniakk.

Virkemåte. Fra en klystronoscillator (se klystron) med frekvens i nærheten av en egenfrekvens til det atom eller molekyl man vil bruke til målingene, sendes bølgene gjennom stoffet og fanges opp av en detektor. Varieres nå oscillatorfrekvensen, viser det seg at signalet som oppfanges av detektoren, forandres sterkt ved resonans, dvs. når oscillatorfrekvensen og atomenes egenfrekvens er den samme. Ved elektroniske midler kan man sørge for at oscillatoren arbeider med en frekvens som hele tiden er meget nær lik egenfrekvensen til atomene. Samtidig kan man nytte oscillatoren til å drive et «urverk» som arbeider i takt med oscillatoren.

Typer. Det er nå utviklet mange typer atomur, og i 1964 ble cesiumklokken valgt som internasjonal standard for tids- og frekvensmåling. Denne utnytter en magnetisk resonans i cesiumatomer. Frekvensen er ca. 9 192 631 770 Hz, og langtidsvariasjonene er mindre enn 3 deler per 1012. Dette svarer til en feil i tidsmålinger på 1 sekund i løpet av 10 000 år. Enda større stabilitet kan oppnås ved å bruke hydrogenatomer, som på grunn av sin enkle struktur gir meget skarpe resonansfrekvenser. I grunntilstanden for hydrogenatomet kan elektronets og protonets magnetiske akser være parallelle eller antiparallelle. Tilstanden med parallelle akser har litt høyere energi. Overganger mellom disse to tilstandene gir en resonansfrekvens på ca. 1420,4 MHz (ca. 21 cm bølgelengde), og har en stabilitet bedre enn én del per 1013.

Fra 1985 er også definisjonen av enheten for lengde knyttet til frekvensen for cesiumresonansen, idet lyshastigheten i det tomme rom er definert lik 299 792 458 m/s. På denne måten er enhetene for måling av tid og lengde knyttet til samme fysiske fenomen, og til en standard som er svært stabil.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.