Transcript Reloj atómico

RELOJ ATÓMICO
Nicolás Aristizabal H.
Juan Sebastian Hernández R.
Sebastian David Vega C.
Diego Gonzalo Pulido R.
Andres A Ovalle M.
Jesus David Tonguino C.
Cod. 244881
Cod .245045
Cod .245074
Cod .244680
Cod .244668
Cod. 245118
EL TIEMPO
 “Magnitud física que
permite ordenar la
secuencia de los
sucesos,
estableciendo
un
pasado, un presente y
un futuro. Su unidad
en
el
Sistema
Internacional es el
segundo”.
 Al describir el momento
es
el
que
un
acontecimiento sucede
el tiempo se convierte
en una dimensión más,
tenemos ahora que
pensar que los eventos
suceden en un espacio
con un alto, ancho,
profundo en un tiempo
(x,y,z,t)
 La
física
nos
ha
demostrado
que
el
tiempo está relacionado
con la gravedad, nuestro
caso la gravedad de la
tierra, siendo así, el
tiempo puede variar a lo
largo del universo.
 En 1879 Lord
Kelvin sugirió la
idea de utilizar las
vibraciones
atómicas para
medir el tiempo.
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 En 1930 Isidor Isaac
Rabí desarrolló la
resonancia
magnética,
herramienta para la
construcción de los
relojes atómicos.
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Surgimiento
 En 1948 se construyó
el primer reloj atómico
por el estadounidense
Willard Frank Libby
basándose en las ideas
de Isaac Rabí.
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 Era un reloj atómico de
amoníaco (máser) su
funcionamiento es similar al
láser pero opera en la región
del espectro
electromagnético
correspondiente a las
microondas. Su precisión no
era muy buena, pero sirvió
para confirmar la utilidad de
la vibración atómica en la
medida del tiempo.
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Desarrollo
 En 1955, Louis Essen construye el primer reloj
atómico exacto. Este reloj está basado en las
transiciones del átomo de Cesio-133.
Posteriormente se utilizaría Rubidio -87 e
hidrógeno -1
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 El primer reloj atómico comercial y portable,
Atomichron, apareció en la década de los 50.
 En 2004 científicos estadounidenses logran
un reloj atómico a escala de chip, cien veces
más pequeños que los diseñados hasta
entonces y con un consumo aproximado de
75 mW.
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 En los últimos años se
han desarrollado relojes
atómicos más exactos
basados en la lógica
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cuántica del mercurio y
en los iones individuales
del aluminio.
Igualmente se ha
mejorado la precisión
de los relojes de cesio
utilizando láseres para
enfriar los átomos de
cesio.
Funcionamiento
 El principio de funcionamiento de todos los relojes
atómicos es el mismo, solamente cambia la
sustancia que se utiliza para absorber la radiación
magnética generada por el oscilador de
microondas. De ahí que solamente explicaré el
funcionamiento del reloj atómico de Cesio.
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 Los iones se presentan en dos
estados dependientes del spin
del último electrón del cesio.
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Estos estados presentan una
frecuencia energética de
9192.631.779 Hz. Tras la
evaporación se utiliza un imán
para separar los iones y
descartar aquellos con mayor
energía. Los iones con menor
energía van a parar a una
cámara. Un radioemisor de
microondas llena la cavidad de
la cámara de forma uniforme
de ondas radioeléctricas.
 Cuando la frecuencia de la
onda radiada se acopla con la
frecuencia de la transición del
cesio, estos absorben la
radiación y emiten luz. Una
célula fotoeléctrica captura el
momento exacto de la
emisión, dicha célula está
conectada con un circuito que
puede ajustar la frecuencia del
radioemisor. Finalmente hay
contador que registra las
veces que el radiotransmisor
emite onda en la frecuencia
del cesio.
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Aplicaciones
 Los relojes atómicos se utilizan para generar las
frecuencias estándar. Se instalan en los sitios de
http://www.dft.gov.uk
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señales de tiempo, LORAN-C, y transmisores de
Alfa de navegación. También se instaló en
algunas estaciones de radiodifusión de onda
larga y onda media para entregar una frecuencia
de transmisión muy precisa, que también puede
funcionar como la frecuencia estándar.
 Los relojes
atómicos son la
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base del sistema
de navegación
GPS. El reloj
maestro GPS es
una media
ponderada de los
relojes atómicos
en las estaciones
de tierra y
embarcados los
satélites GPS, cada
uno de ellos tiene
varios relojes
atómicos
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