Ist eine Atomuhr radioaktiv?

An Atomuhr hält die Zeit besser als jede andere Uhr. Sie halten sogar die Zeit besser als die Rotation der Erde und die Bewegung der Sterne. Ohne die Atomuhr wäre eine GPS-Navigation unmöglich, das Internet würde nicht synchronisiert und die Position der Planeten wäre nicht genau genug bekannt, um Raumsonden und Lander zu starten und zu überwachen.

Eine Atomuhr ist nicht radioaktiv, sie beruht nicht auf Atomzerfall. Vielmehr hat eine Atomuhr genau wie gewöhnliche Uhren eine oszillierende Masse und eine Feder.

Der große Unterschied zwischen einer Standarduhr in Ihrem Haus und einer Atomuhr besteht darin, dass die Oszillation in einer Atomuhr zwischen dem Kern eines Atoms und den umgebenden Elektronen liegt. Diese Oszillation ist nicht genau eine Parallele zu Unruh und Spirale einer Uhr, aber Tatsache ist, dass beide Oszillationen nutzen, um die verstreichende Zeit im Auge zu behalten. Die Schwingungsfrequenzen innerhalb des Atoms werden durch die Masse des Kerns und die Schwerkraft und die elektrostatische "Feder" zwischen der positiven Ladung auf dem Kern und der ihn umgebenden Elektronenwolke bestimmt.

Was sind die Arten der Atomuhr?

Heute, obwohl es verschiedene Arten von Atomuhren gibt, bleibt das Prinzip hinter ihnen allen gleich. Der Hauptunterschied besteht in dem verwendeten Element und dem Mittel zum Erkennen, wann sich das Energieniveau ändert. Die verschiedenen Arten von Atomuhren umfassen:

Die Cäsium-Atomuhr verwendet einen Strahl von Cäsiumatomen. Die Uhr trennt Cäsiumatome verschiedener Energieniveaus durch ein Magnetfeld.

Die Wasserstoffatomuhr hält Wasserstoffatome in einem Behälter mit Wänden aus einem speziellen Material auf dem erforderlichen Energieniveau, so dass die Atome nicht zu schnell ihren höheren Energiezustand verlieren.

Die Rubidium-Atomuhr, die einfachste und kompakteste von allen, verwendet eine Rubidiumgas-Glaszelle, die ihre Lichtabsorption auf der optischen Rubidiumfrequenz ändert, wenn die umgebende Mikrowellenfrequenz genau richtig ist.

Die genaueste kommerzielle Atomuhr, die heute verfügbar ist, verwendet das Cäsiumatom und die normalen Magnetfelder und Detektoren. Zusätzlich werden die Cäsiumatome daran gehindert, durch Laserstrahlen hin und her zu zappen, wodurch kleine Frequenzänderungen aufgrund des Doppler-Effekts reduziert werden.

Wann wurde die Atomuhr erfunden? Atomuhr

In 1945 schlug der Physikprofessor der Columbia Universität, Isidor Rabi, vor, dass eine Uhr aus einer Technik hergestellt werden könnte, die er in den 1930s namens Atomstrahl-Magnetresonanz entwickelte. Von 1949, dem National Bureau of Standards (NBS, jetzt das National Institute of Standards and Technology, NIST) kündigte die weltweit erste Atomuhr an, bei der das Ammoniakmolekül als Quelle der Vibrationen diente, und von 1952 wurde die erste Atomuhr angekündigt, die Cäsiumatome als Schwingungsquelle, NBS-1, verwendet.

In 1955, dem Nationalen Physikalischen Labor (NPL) In England wurde die erste Cäsium-Atomuhr als Kalibrierungsquelle gebaut. Im Laufe des nächsten Jahrzehnts wurden fortschrittlichere Formen der Atomuhren geschaffen. In 1967 definierte die 13th Generalkonferenz für Gewichte und Maße die SI-Sekunde auf der Grundlage von Schwingungen des Cäsiumatoms; das Zeitmesssystem der Welt hatte zu diesem Zeitpunkt keine astronomische Basis mehr! NBS-4, die stabilste Cäsium-Atomuhr der Welt, wurde in 1968 fertiggestellt und wurde als Teil des NPL-Zeitsystems in die 1990s integriert.

In 1999 begann NPL-F1 mit einer Unbestimmtheit von 1.7-Teilen in 10 bis zur 15th-Leistung oder einer Genauigkeit von etwa einer Sekunde in 20 Millionen Jahren, was es zur genauesten Atomuhr aller Zeiten macht (eine Unterscheidung mit einem ähnlichen Standard in Paris).

Wie wird die Atomuhrzeit gemessen?

Die korrekte Frequenz für die jeweilige Cäsiumresonanz wird nun durch internationale Vereinbarung als 9,192,631,770 Hz definiert, so dass, wenn sie durch diese Zahl geteilt wird, die Ausgabe genau 1 Hz oder 1-Zyklus pro Sekunde ist.

Die durch die moderne Cäsium-Atomuhr (die gebräuchlichste Art) erreichbare Langzeitgenauigkeit ist besser als eine Sekunde pro eine Million Jahre. Die Wasserstoffatomuhr zeigt eine bessere Kurzzeitgenauigkeit (eine Woche), ungefähr 10 mal die Genauigkeit einer Cäsiumatomuhr. Daher hat die Atomuhr die Genauigkeit der Zeitmessung um etwa eine Million Mal im Vergleich zu den mit astronomischen Methoden durchgeführten Messungen erhöht.

Synchonisierung zu einer Atomuhr

Der einfachste Weg zur Synchronisation mit einer Atomuhr ist die Verwendung von dedizierter NTP-Server. Diese Geräte empfangen entweder das GPS ataomic Taktsignal oder Radiowellen von Orten wie NIST oder NPL.

MSF Atomuhrempfänger

Das steuernde Funksignal für die National Physical LaboratoryDie Atomuhr wird auf dem MSF 60kHz-Signal über den Sender bei CumbriaAnthorn, betrieben von British Telecom, übertragen. Dieses Funkatomuhrzeitsignal sollte eine Reichweite von einigen 1,500 km oder 937.5 Meilen haben. Alle britischen Inseln sind natürlich in diesem Umkreis.
Die Aufgabe des National Physical Laboratory als Bewahrer der nationalen Zeitstandards besteht darin, sicherzustellen, dass die britische Zeitskala mit der koordinierten Weltzeit (UTC) übereinstimmt und diese Zeit im gesamten Vereinigten Königreich verfügbar ist. Als ein Beispiel liefert die MSF- (MSF ist das dreibuchstabige Rufzeichen zum Identifizieren der Quelle des Signals) Radiosendung das Zeitsignal für den elektronischen Aktienhandel, die Uhren an den meisten Bahnhöfen und für die BT-Sprechuhr.

DCF Atomuhr Empfänger

Das steuernde Funksignal für die deutsche Uhr wird über die Langwelle vom DCF 77kHz-Sender in Mainflinger bei Dieburg, einige 25 km südöstlich von Frankfurt - dem Sender der deutschen Zeitnorm - übertragen. Es ist im Betrieb ähnlich dem Cumbria-Sender, jedoch gibt es zwei Antennen (Funkmasten), so dass das Funkatomuhrzeitsignal jederzeit aufrechterhalten werden kann.

Die Langwelle ist die bevorzugte Funkfrequenz für die Übertragung von binären Signalen im Funkatom-Zeitcode, da sie am stabilsten im stabilen unteren Teil der Ionosphäre funktioniert. Dies liegt daran, dass das Langwellensignal, das den Zeitcode zu Ihrer Uhr trägt, auf zwei Arten übertragen wird; direkt und indirekt. Zwischen 700 km (437.5 Meilen) bis 900 km (562.5 Meilen) jedes Senders kann die Trägerwelle direkt zur Uhr reisen. Das Funksignal erreicht auch die Uhr durch Abprallen von der Unterseite der Ionosphäre. Während der Stunden des Tageslichts ist ein Teil der Ionosphäre, die "D-Schicht" genannt wird, in einer Höhe von einigen 70 km (43.75 Meilen) dafür verantwortlich, das Langwellenfunksignal zu reflektieren. In den Stunden der Dunkelheit, wenn die Sonnenstrahlung nicht von außerhalb der Atmosphäre kommt, steigt diese Schicht auf eine Höhe von einigen 90 km (56.25 Meilen) und wird dabei zur "E-Schicht". Einfache Trigonometrie wird zeigen, dass die so reflektierten Signale weiter wandern.

Ein großer Teil des Gebietes der Europäischen Union wird von diesem Sender abgedeckt, der den Empfang für diejenigen, die in Europa weit reisen, erleichtert. Die deutsche Uhr steht auf Mitteleuropäische Zeit - eine Stunde vor der britischen Zeit, nach einer zwischenstaatlichen Entscheidung, von der 22nd Oktober, 1995, UK Zeit wird immer 1 Stunde weniger als European Time mit dem voranschreitenden Großbritannien und dem Festland Europa sein und verzögernde Uhren zur gleichen "Zeit".

WVVB atomares Clock Empfänger

Ein Funkatomuhrensystem ist in Nordamerika verfügbar und wird von NIST - das Nationale Institut für Standards und Technologie mit Sitz in Fort Collins, Colorado.

WWVB hat eine hohe Sendeleistung (50,000 Watt), eine sehr effiziente Antenne und eine extrem niedrige Frequenz (60,000 Hz). Zum Vergleich sendet ein typischer AM-Radiosender mit einer Frequenz von 1,000,000 Hz. Die Kombination von hoher Leistung und niedriger Frequenz verleiht den Funkwellen von MSF eine Menge Bounce und diese einzelne Station kann daher die gesamten kontinentalen Vereinigten Staaten sowie einen Großteil von Kanada und Zentralamerika abdecken.

Die Radioatomuhr Zeitcodes werden von WWVB unter Verwendung eines der einfachsten möglichen Systeme und mit einer sehr niedrigen Datenrate von einem Bit pro Sekunde gesendet. Das 60,000-Hz-Signal wird immer übertragen, aber jede Sekunde wird es für einen Zeitraum von 0.2-, 0.5- oder 0.8-Sekunden deutlich reduziert:

• 0.2 Sekunden reduzierter Leistung bedeutet eine binäre Null • 0.5 Sekunden reduzierter Leistung ist eine binäre Eins. • 0.8 Sekunden reduzierter Leistung ist ein Trennzeichen.

Der Zeitcode wird in BCD (Binary Coded Decimal) gesendet und zeigt Minuten, Stunden, Tag des Jahres und Jahres sowie Informationen über Sommerzeit und Schaltjahre an. Die Zeit wird mit 53-Bits und 7-Separatoren übertragen und benötigt daher 60-Sekunden für die Übertragung.

Eine Uhr oder Uhr kann eine extrem kleine und relativ einfache Radioatomuhrantenne und einen Empfänger enthalten, um die Information in dem Signal zu decodieren und die Atomuhrzeit genau einzustellen. Alles, was Sie tun müssen, ist die Zeitzone einzustellen, und die Atomuhr zeigt die korrekte Zeit an.

Herauszufinden, was die Zeit ist, ist etwas, das wir alle für selbstverständlich halten. Clocks sind überall und ein Blick auf eine Armbanduhr, Uhrturm, Computerbildschirm oder sogar eine Mikrowelle wird uns sagen, wie spät es ist. Die Zeit zu sagen war jedoch nicht immer so einfach.

Uhren kamen erst im Mittelalter an und ihre Genauigkeit war unglaublich schlecht. Wahre Zeitgenauigkeitsgenauigkeit kam erst nach der Ankunft der elektronischen Uhr im neunzehnten Jahrhundert. Viele der modernen Technologien und Anwendungen, die wir in der modernen Welt für selbstverständlich halten, wie Satellitennavigation, Flugsicherung und Internethandel, erfordern jedoch eine Präzision und Genauigkeit, die weit über einer elektronischen Uhr liegt.

Atomuhren sind bei weitem die genauesten Zeitangaben Geräte. Sie sind so genau, dass die globale Zeitskala der Welt darauf basiert (Coordinated Universal Time) muss gelegentlich angepasst werden, um die Verlangsamung der Erdrotation zu berücksichtigen. Diese Anpassungen haben die Form zusätzlicher Sekunden, die als Schaltsekunden bekannt sind.

Die Genauigkeit der Atomuhren ist so präzise, ​​dass nicht einmal eine Sekunde der Zeit in über einer Million Jahren verloren geht, während eine elektronische Uhr im Vergleich eine Sekunde in einer Woche verliert.

Aber ist diese Genauigkeit wirklich notwendig? Wenn man sich Technologien wie die globale Positionierung ansieht, lautet die Antwort ja. Satellitennavigationssysteme wie GPS arbeiten durch Triangulation von Zeitsignalen, die von Atomuhren an Bord der Satelliten erzeugt werden. Da diese Signale mit Lichtgeschwindigkeit übertragen werden, bewegen sie sich jede Sekunde um fast 100,000 km. Jede Ungenauigkeit der Uhr um eine Tausendstelsekunde könnte die Positionierungsinformationen um Meilen weit anzeigen.

Computernetzwerke, die weltweit miteinander kommunizieren müssen, müssen sicherstellen, dass sie nicht nur zeitgenau laufen, sondern auch miteinander synchronisiert sind. Alle Transaktionen, die in Netzwerken ohne Synchronisierung ausgeführt werden, können zu allen möglichen Fehlern führen.

Fort seinen Grund Computernetzwerke verwenden NTP (Netzwerkzeitprotokoll) und Netzwerk-Zeitserver oft als ein bezeichnet NTP-Server. Diese Geräte empfangen ein Zeitsignal von einer Atomuhr und verteilen es in einem Netzwerk, wobei sichergestellt wird, dass ein Netzwerk so genau und präzise wie möglich ist.

Präzision in der Zeitmessung war noch nie so wichtig wie jetzt. Ultra präzise Atomuhren sind die Grundlage für viele Technologien und Innovationen des zwanzigsten Jahrhunderts. Internet, Satellitennavigation, Flugsicherung und Global Banking sind nur einige der Anwendungen, die auf eine besonders genaue Zeitmessung angewiesen sind.

Das Problem, mit dem wir uns in der Neuzeit konfrontiert sahen, ist, dass unser Verständnis von genau der Zeit sich im letzten Jahrhundert enorm verändert hat. Früher dachte man, die Zeit sei konstant, unveränderlich und wir reisten mit der gleichen Geschwindigkeit vorwärts.

Auch das Messen des Zeitablaufs war unkompliziert. Jeder Tag, der von der Revolution der Erde regiert wurde, wurde in 24 gleiche Mengen - die Stunde - geteilt. Nach den Entdeckungen Einsteins während des letzten Jahrhunderts wurde jedoch bald entdeckt, dass die Zeit nicht konstant war und für verschiedene Beobachter variieren konnte, da Geschwindigkeit und sogar Schwerkraft ihn verlangsamen können.

Als unsere Zeitmessung präziser wurde, wurde ein anderes Problem sichtbar, und das war die uralte Methode, die Zeit zu verfolgen, indem wir die Erdrotation benutzten, war keine genaue Methode.

Wegen des Gravitationseinflusses des Mondes auf unsere Ozeane ist der Spin der Erde sporadisch, manchmal unterschreitet er den 24-Stunden-Tag und läuft manchmal länger.

Atomuhren wurden entwickelt, um die Zeit so präzise wie möglich zu halten. Sie arbeiten, indem sie die unveränderlichen Schwingungen des Elektrons eines Atoms verwenden, wenn sie die Umlaufbahn ändern. Dieses "Ticken" eines Atoms erfolgt in Caesiumatomen über neun Milliarden Mal pro Sekunde, was sie zu einer idealen Basis für eine Uhr macht.

Diese ultrapräzise Atomuhrzeit (offiziell als Internationale Atomzeit - TAI) ist die Grundlage für die offizielle Zeitskala der Welt, allerdings wegen der Notwendigkeit, die Zeitskala parallel zur Rotation der Erde zu halten (wichtig im Umgang mit außerirdischen Körpern) wie astronomische Objekte oder sogar Satelliten) Additionssekunden, bekannt als Schaltsekunde, werden zu TAI hinzugefügt, diese geänderte Zeitskala wird als UTC - Coordinated Universal Time.

UTC ist der Zeitrahmen, den Unternehmen, Industrie und Regierungen auf der ganzen Welt verwenden. Da es von Atomuhren gesteuert wird, bedeutet dies, dass die gesamte Welt mit derselben Zeitskala kommunizieren kann, die von den ultrapräzisen Atomuhren gesteuert wird. Computernetzwerke auf der ganzen Welt erhalten diese Zeit mit NTP-Server (Network Time Protocol) stellt sicher, dass jeder innerhalb weniger Millisekunden die gleiche Zeit hat.

Atomuhren sind dafür bekannt, dass sie genau sind. Die meisten Menschen haben vielleicht nie einen gesehen, sind sich aber wahrscheinlich bewusst, dass Atomuhren hochpräzise Zeit halten. Tatsächlich wird die moderne Atomuhr die genaue Zeit behalten und keine Sekunde in hundert Millionen Jahren verlieren.

Diese Präzision mag übertrieben erscheinen, aber eine Vielzahl moderner Technologien beruht auf Atomuhren und erfordert ein so hohes Maß an Präzision. Ein perfektes Beispiel sind die Satellitennavigationssysteme, die heutzutage in den meisten Automobilen zu finden sind. GPS ist auf Atomuhren angewiesen, weil die bei der Triangulation verwendeten Satellitensignale mit Lichtgeschwindigkeit wandern, die in einer einzigen Sekunde fast 100,000 km zurücklegen können.

So kann man sehen, wie einige moderne Technologien auf diese ultrapräzise Zeitmessung von Atomuhren angewiesen sind, aber ihre Verwendung hört hier nicht auf. Atomuhren bestimmen die globale Weltzeituhr UTC (Coordinated Universal Time) und sie können auch verwendet werden, um Computernetzwerke zu synchronisieren.

Es mag extrem erscheinen, diese Nanosekunden-Genauigkeit auch für die Synchronisation von Computernetzen zu nutzen, aber so viele zeitkritische Transaktionen werden über das Internet mit solchen Geschäften wie der Börse durchgeführt, wo die Preise jede Sekunde fallen oder steigen können, warum Atomuhren sind benutzt.

Um die Zeit von einer Atomuhr zu erhalten, ist ein dedizierter NTP-Server ist die sicherste und genaueste Methode. Diese Geräte erhalten ein Zeitsignal, das entweder von Atomuhren aus nationalen Physiklaboren oder direkt von den Atomuhren an Bord von GPS-Satelliten gesendet wird.

Mit einem dedizierten NTP-Server Ein Computernetzwerk wird sicherer sein und da es auf UTC (die globale Zeitskala) synchronisiert ist, wird es effektiv mit jedem anderen Computernetzwerk unter Verwendung eines NTP-Servers synchronisiert.

Zeitsynchronisation spielt eine immer wichtigere Rolle in der modernen Welt mit immer mehr Technologien, die auf genaue und zuverlässige Zeit angewiesen sind.

Die Zeitsynchronisation ist nicht nur wichtig, sondern kann auch für den sicheren Betrieb von Systemen wie der Flugsicherung, die ohne genaue Synchronisation einfach nicht funktionieren, von entscheidender Bedeutung sein. Denken Sie an die Katastrophen, die sich in der Luft von Flugzeugen ereignen könnten, die nicht miteinander synchronisiert sind?

Im globalen Handel ist eine genaue und zuverlässige Zeitsynchronisierung sehr wichtig. Wenn die Weltbörsen am Morgen öffnen und Händler aus der ganzen Welt Aktien auf ihren Computern kaufen. Da der Bestand von Sekunde zu Sekunde schwankt, wenn Maschinen nicht synchronisiert sind, kann es Millionen kosten.

Aber Synchronisation ist auch in modernen Computernetzwerken unerlässlich; es hält Systeme sicher und ermöglicht eine ordnungsgemäße Steuerung und Fehlerbehebung von Systemen. Selbst wenn ein Computernetzwerk nicht an zeitkritischen Transaktionen beteiligt ist, kann ein Mangel an Synchronisation es anfällig für bösartige Angriffe machen und kann auch anfällig für Datenverlust sein.

Genaue Synchronisation ist in der Computer-Vernetzung dank zweier Entwicklungen möglich: UTC und NTP.

UTC ist eine zeitlich skalierte Universalzeit, die auf GMT basiert, aber von einer Reihe von Atomuhren gesteuert wird, die es auf wenige Nanosekunden genau machen.

NTP ist ein Software-Protokoll - Network Time Protocol, das für die genaue Synchronisation von Computernetzwerken auf eine einzige Zeitquelle entwickelt wurde. Beide Implementierungen kommen in einem einzigen Gerät zusammen, das weltweit auf die Synchronisierung von Computernetzwerken angewiesen ist NTP-Server.

An NTP Zeitserver or Netzwerk-Zeitserver ist ein Gerät, das die Zeit von einer Atomuhr, UTC-Quelle empfängt und es über ein Netzwerk verteilt. Da die Zeitquelle ständig vom Zeitserver überprüft wird und von einer Atomuhr stammt, macht sie das Netzwerk innerhalb weniger Millisekunden von UTC genau, was eine Synchronisierung auf globaler Ebene ermöglicht.

Es ist wieder diese Zeit des Jahres, wenn wir am Wochenende eine Stunde verlieren, während die Uhren weitermachen Britische Sommerzeit. Zweimal im Jahr ändern wir die Uhren, aber in einem Alter von UTC (Coordinated Universal Time) und Zeitserver Synchronisation ist es wirklich notwendig?

Der Wechsel der Uhren wurde kurz vor dem Ersten Weltkrieg diskutiert, als der Londoner Baumeister William Willet die Idee als eine Möglichkeit zur Verbesserung der Gesundheit der Nation vorschlug (obwohl seine ursprüngliche Idee war, die Uhren an jedem Sonntag im April zwanzig Minuten vorzurücken).

Seine Idee wurde nicht aufgegriffen, obwohl sie den Keim einer Idee säte und als der Erste Weltkrieg ausbrach, wurde sie von vielen Nationen angenommen, um das Tageslicht zu sparen und zu maximieren, obwohl viele dieser Nationen das Konzept nach dem Krieg verworfen haben das Vereinigte Königreich und die USA behielten es.

Die Sommerzeit hat sich im Laufe der Jahre verändert, aber seit 1972 ist sie im Sommer als British Summer Time (BST) und im Winter als Greenwich Meantime (GMT) geblieben. Trotz der Verwendung für fast ein Jahrhundert bleibt der Wandel der Uhren umstritten. Vier Jahre lang experimentierte Großbritannien ohne Tageslichtveränderungen, aber es war in Schottland und im Norden, wo die Mor- gen dunkler waren, unbeliebt.

Dieses Zeitsprung-Hopping führt zu Verwirrung (ich für meinen Teil vermisse diese zusätzliche Stunde im Bett am Sonntag), aber da die Welt des Handels den globalen zivilen Zeitrahmen annimmt (was glücklicherweise dasselbe ist wie GMT, da UTC mit Schaltsekunden angepasst wird, um GMT zu gewährleisten) unbeeinflusst von der Verlangsamung der Erdrotation) ist es noch notwendig?

Die Welt der Zeitsynchronisation muss sicherlich nicht auf Sommerzeit eingestellt werden. UTC ist weltweit gleich und dank Geräten wie dem NTP-Server kann synchronisiert werden, so dass die ganze Welt gleichzeitig läuft.

Mit einer Vielzahl von Akronymen und Zeitskalen kann die Welt der Zeitsynchronisation ziemlich verwirrend sein. Hier sind einige häufig gestellte Fragen, von denen wir hoffen, dass sie Ihnen helfen werden, Sie aufzuklären.

Was ist NTP?

NTP ist ein Protokoll entwickelt, um Computer-Netzwerke über das Internet oder LAN (Local Area Networks) zu synchronisieren. Es ist nicht das einzige Zeitsynchronization Protokoll verfügbar, aber es ist das am weitesten verbreitete und älteste in den späten 1980 konzipiert wurde.

Was sind UTC und GMT?

UTC oder Coordinated Universal Time ist eine globale Zeitskala, sie wird durch hochgenaue Atomuhren gesteuert, behält aber die GMT (Greenwich Meantime) durch die Verwendung von Schaltsekunden bei, die hinzugefügt werden, wenn sich die Erdrotation verlangsamt. Streng genommen ist GMT die alte zivile Zeitskala und basiert darauf, dass wenn die Sonne über der Meridianlinie ist, da die beiden Systeme dank der Schaltsekunden zeitlich identisch sind, wird UTC oft als GMT bezeichnet und umgekehrt.

Und ein NTP Time Server?

Dies sind Geräte, die ein Computernetzwerk mit UTC synchronisieren, indem sie ein Zeitsignal empfangen und es mit dem Protokoll NTP verteilen, das sicherstellt, dass alle Geräte genau zum Timing-Bezug laufen.

Woher soll die UTC-Zeit kommen?

Es gibt zwei sichere Methoden zum Empfang von UTC. Die erste besteht darin, die Langwellenzeitsignale zu verwenden, die gesendet werden NIST (WWVB) NPL im Vereinigten Königreich (MSF) und der deutschen NPL (DCF) Die andere Methode besteht darin, ein GPS-Netzwerk zu verwenden. GPS - Satelliten senden ein atomares Taktsignal aus, das von der. Verwendet und in UTC umgewandelt werden kann GPS NTP-Server.

Die NTP GPS Server ist ein dediziertes Gerät, das das Zeitsignal vom GPS (Global Positioning System) -Netzwerk verwendet. GPS ist heute ein gängiges Werkzeug für Autofahrer mit Satellitennavigationsgeräten, die in den meisten neuen Autos eingebaut sind. Aber GPS ist weit mehr als nur eine Hilfe für die Positionierung, im Herzen des GPS-Netzwerks ist die Atomuhren das sind in jedem GPS-Satelliten.

Das GPS-System überträgt die Zeit von diesen Uhren zusammen mit der Position und Geschwindigkeit des Satelliten. Ein Satellitennavigationsempfänger wird herausfinden, wann diese Zeit empfangen wird und wie lange das Signal zurückgelegt hat. Mit drei oder mehr dieser Signale kann das Satellitennavigationsgerät genau herausfinden, wo es ist.

GPS kann dies nur wegen der Atomuhren tun, die es verwendet, um die Zeitsignale zu übertragen. Diese Zeitsignale wandern wie alle Funksignale mit Lichtgeschwindigkeit, so dass eine Ungenauigkeit von nur 1 Millisekunden (1 / 1000 einer Sekunde) dazu führen könnte, dass die Satellitennavigation fast 300 Kilometer entfernt ist.

Da diese Uhren so genau sein müssen, sind sie eine ideale Quelle für Zeit NTP Zeitserver. NTP (Network Time Protocol) ist die Software, die die Zeit vom Zeitserver auf das Netzwerk verteilt. GPS-Zeit und UTC (Coordinated Universal Time) Die zivilisierte Zeitskala ist nicht ganz dasselbe, aber sie basiert nicht auf der gleichen Zeitskala, so dass NTP keine Probleme hat, sie zu konvertieren. Verwenden eines dedizierten NTP GPS Server Ein Netzwerk kann innerhalb weniger Millisekunden nach UTC realistisch synchronisiert werden

Die GPS-Uhr ist ein anderer Begriff, der oft einem gegeben wird GPS Zeitserver. Das GPS-Netzwerk besteht aus 21-aktiven Satelliten (und ein paar Ersatz-) 10,000-Meilen im Orbit über der Erde und jeder Satellit kreist die Erde zweimal am Tag. Ausgelegt für die Satellitennavigation, benötigt ein GPS-Empfänger mindestens drei Satelliten, um eine Position zu halten. Im Fall einer GPS-Uhr ist jedoch nur ein Satellit erforderlich, wodurch es viel einfacher ist, ein zuverlässiges Signal zu erhalten.

Jeder Satellit sendet kontinuierlich seine eigene Position und einen Zeitcode. Der Zeitcode wird von einer integrierten Atomuhr erzeugt und ist sehr genau, da diese Informationen vom GPS-Empfänger verwendet werden, um eine Position zu triangulieren. Wenn sie nur eine halbe Sekunde entfernt wäre, wäre die Navigationseinheit um Tausende ungenau von Meilen.

Die meisten Leute haben vage davon gehört Atomuhr und nehmen an, dass sie wissen, was man ist, aber nur sehr wenige Menschen wissen, wie wichtig Atomuhren für das Funktionieren unseres täglichen Lebens im einundzwanzigsten Jahrhundert sind.

Es gibt so viele Technologien, die auf Atomuhren angewiesen sind und ohne viele der von uns als selbstverständlich angenommenen Aufgaben nicht möglich wären. Flugsicherung, Satellitennavigation und Internethandel sind nur einige der Anwendungen, die auf die hochpräzise Chronometrie einer Atomuhr angewiesen sind.

Genau was für ein Atomuhr ist, wird oft missverstanden. In einfachen Worten ist eine Atomuhr ein Gerät, das die Schwingungen von Atomen in verschiedenen Energiezuständen verwendet, um Ticks zwischen Sekunden zu zählen. Gegenwärtig ist Cäsium das bevorzugte Atom, weil es jede Sekunde über 9 Milliarden Zecken hat und weil diese Oszillationen sich nie ändern, macht es Cäsium zu einer hochgenauen Methode, Zeit zu behalten.

Atomuhren, wie viele behaupten, gibt es nur in großen Physiklabors wie NPL (UK National Physical Laboratory) und NIST (US Nationales Institut für Standards und Zeit). Oft wird vorgeschlagen, eine Atomuhr zu haben, die ihr Computernetzwerk steuert oder an ihrer Wand eine Atomuhr hat. Das ist nicht wahr und die Leute beziehen sich darauf, dass sie einen Uhr- oder Zeitserver haben, der die Zeit von einer Atomuhr empfängt.

Geräte wie die NTP Zeitserver Oft empfangen Atomuhren Signale von Orten wie NIST oder NPL über Langwellenfunk. Eine andere Methode, um Zeit von Atomuhren zu erhalten, ist das GPS-Netzwerk (Global Positioning System).

Das GPS-Netzwerk und die Satellitennavigation sind tatsächlich ein gutes Beispiel dafür Atomuhr-Synchronisierung wird mit solch hoher Genauigkeit dringend benötigt. Moderne Atomuhren, wie sie bei NIST, NPL und GPS-Satelliten im Orbit zu finden sind, sind innerhalb von einer Sekunde alle 100 Millionen Jahre genau. Diese Genauigkeit ist entscheidend, wenn Sie untersuchen, wie etwas wie ein GPS-Satellitennavigationssystem von Autos funktioniert.

Ein GPS-System arbeitet durch Triangulieren der Zeitsignale, die von drei oder mehr separaten GPS-Satelliten und ihren an Bord befindlichen Atomuhren gesendet werden. Da sich diese Signale mit Lichtgeschwindigkeit bewegen (fast 100,000km pro Sekunde), könnte eine Ungenauigkeit von sogar einer ganzen Millisekunde die Navigationsinformationen um 100 Kilometer hinausschieben.

Diese hohe Genauigkeit ist auch für Technologien wie die Flugverkehrskontrolle erforderlich, die sicherstellen, dass unser überfüllter Himmel sicher bleibt und sogar für viele Internettransaktionen, wie den Handel mit Derivaten, bei denen der Wert jede Sekunde steigen oder fallen kann, entscheidend ist.