## 了解世界第一期 秒是什么
#### 秒的定义
> 一秒的最原始定义是一天时长的1/86400
#### 秒的测量
> 要知道一秒有多长,那么我们就得需要知道一天多长
> 最简单的办法是观察太阳,
> 我们把太阳连续经过两次最高点的时间称为一个**真太阳日**。然而,地球公转轨道是椭圆,所以公转的速度不均匀.这样导致每次算真太阳日的时间均不相同,这样细分出来的秒也就不一样长。
> 我们的办法是将所有的真太阳日的时长求平均值，得到的相对固定的一天，称为**平太阳日**.所得到的一天的时间就是平太阳时。
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<center>平太阳时随地球公转位置的不同而不同</center>
#### 世界时
> 1928年,国际天文联合会根据格林尼治子午线上观测计算出的平太阳时,正式确立了第一套时间标准,称为**世界时**.
> 但是人们发现地球的地轴会轻微摆动,自传速度也在不规则的变慢,也就是每一年的平太阳时都不相同。
#### 秒定义的更改
##### 铯原子的介绍
> 铯位于第六周期的碱金属（IA）族,外层只有一个电子
> 很容易收外部能量影响
##### 电子跃迁理论
>低能级的电子吸收电磁波能跃迁到高能级，而高能级的电子跃迁回低能级会释放一定频率的电磁波
##### 铯原子的能级模型简化
> 我们假设铯原子的外层只有三个电子层，从高能级到低能级有a，b，c三个能级，从a到b能量差距大，意味着要想b态跃迁到a态，电磁波的频率可以不那么精确。但是要想铯原子从c态跃迁到b态，频率必须非常精确。因为从c到b的严苛频率的限制，我们如果能够获取这个频率（目标频率），我们就可以用它来规定一秒的长度
##### 获取目标频率（原子钟原理）
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<center>原子钟结构</center>
> 如图，原子钟的结构可以简化为这种结构，铯原子气团由三对相对的激光束稳定位置，铯原子一开始基本处于低能级的b，c态。我们设置激光的频率恰好只能使b态的铯原子跃迁到a态，然后再自发的落回到c态，经过多次反复，最终所有的铯原子都处于c态。
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<center>全部处于c能级的铯原子
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>之后增强下方的激光能量，使铯原子上浮到达上方的微波腔中，激光发射的时间恰好使铯原子团越过微波腔一点距离，铯原子团在重力的作用下再次穿过微波腔，**微波腔中会发射接近目标频率的电磁波**，试图让c态的铯原子跃迁到b态，只有当电磁波精准的达到**目标频率**，才能让几乎所有的铯原子都跃迁到b态。**那么，如何通过测量得知是否所有的铯原子都从c态跃迁到了b态呢**。
> 这就需要我们的检测激光在铯原子下落的时候再打一束激光，其频率恰好能使处于b态的铯原子跃迁到a态，铯原子跃迁后会自发落回b，c两态并释放电磁波，这时候检测电磁波的频率所对应的荧光就能确定到底有多少处于b态的铯原子，**荧光越强说明之前处于b态的铯原子越多**，反复调整微波腔的频率找到**荧光最强**所对应的频率，**这个频率就是我们想要的目标频率** 而这个目标频率为9192631770Hz。
##### 目标频率的最终定义
>国际计量大会于1967年将一秒重新定义为铯-133原子基态的两个超精细能级键跃迁辐射震荡9192631770Hz周所持续的时间。原子钟的误差能做的3亿年只差1s。
#### 国际原子时
> 基于原子钟的时间计量被称为世界原子时，起点为1958 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒。 从此以后原子钟一分一秒忠实的记录着我们的时间，但是由于地球自传越来越慢。世界时也就慢于国际原子时。人们解决这个问题的方法是引入协调世界时
#### 协调世界时(目前最通用的时间标准)
> **协调世界时基于国际原子时**，没一秒都是等长的，当协调世界时与世界时相差过大时，我们会给协调世界时人为的加上一个**闰秒**，**使其于世界时相差小于0.9s**，从1958年至今一共增加了37s。
#### 国际权度局
> 国际权度局位于法国巴黎，其作用是**每个月**收集各个国家上个月的国际原子时数据，按照精度进行**加权计算**出最终的协调世界时，并发送回各个国家进行校准，每月的15号是其公布时间。
#### 中国科学院国家授时中心（NTSC）
> 位于陕西省渭南市蒲城县，NTSC将会通过长短波，卫星，网络等方式将时间发送给各个终端。
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