时间测量单位的演变

1.时间在这个世界上是漫长的，死者是这样的。时机是什么时候？时间是物质存在和运动的基本属性之一，所以应该用物质的运动过程来测量时间，只有均匀连续的运动过程才能给出准确的时间测量结果。

“日出而作，不休息”是生产力水平低下的农耕时代人类的生活规律。适用于这种生活规律的计时方法是采用最自然、最简单的计时单位——“平均太阳日”，即连续两次通过同一地点天顶的时间间隔被视为“平均太阳日”。就这样，基于地球自转的周期性过程，最早的“天堂”概念被确立了。一个“平均太阳日”被分成24个相等的部分，没有一个相等部分的时间长度被称为“世界时间”。世界时间的1/3600被称为世界时间的1秒。

我国的古代日晷是世界时间的计时器。

测量世界时间的方法在雨天遇到了严重的困难。不仅如此，随着科学技术的发展，在本世纪初，科学家发现地球的角速度不是恒定的。除了已知的长期下降的变化之外，还不时有波动。因此，以地球自转为基础测量的世界时间失去了一致性。虽然每天的差别只有千分之几秒，但它不会对人们的日常生活产生重大影响，但有些方面需要更精确的时间，如发射人造卫星、宇宙飞船、导航和回收着陆等。，时间上的小错误会导致严重的后果。在回旋加速器中，基本粒子加速的时间只有几十亿分之一秒，甚至几万亿分之一秒，这显然需要更精确的测量时间。

2.机械工时

任何周期过程都可以作为计时方法。

单摆在同一位置轻微振动的周期是一个确定的常数，也就是说，摆长为L的单摆在重力加速度为G的位置的周期是:

。

因此，播种在19世纪以前成为主要的计时工具。在重力加速度值g = 9.8m/S2的点上，摆长l = 0.99295m的单摆的周期为t = 2s。这种利用钟表内部零件的机械运动来计时的方法仍然有两个严重的缺陷:一是当昼夜和四季的温度变化时，钟摆随着热而膨胀，随着冷而收缩，导致钟摆长度不稳定；第二，地球不同纬度和高度的重力加速度值是不同的。

(即使在地面的同一点，重力加速度值也不是恒定值，因为地球本身在不断变化)，导致时钟制造商校准的时钟在到达使用地点时不准确。

虽然人们可以通过调节钟摆的长度来连续校准钟摆的周期，但无论从时间测量原理还是从使用中的操作实践来看，钟摆毕竟不是一种理想的时间测量和及时的仪器。

3.原子时间

由于现代科学技术的发展，物理学家已经精确地测量了应时晶体原子的电磁振荡周期。发现这一时期极其稳定，不受气候、地点、季节等环境条件的影响，为准确的时间测量和计时提供了可靠的依据。

4.协调

白天和黑夜的平均长度是86400秒，这是众所周知的。然而，在1987年12月31日的除夕，我们不知不觉地度过了86401秒的一天一夜，也就是说，这一天又多了一秒。这个时候发生了什么？原子钟不也会出错吗？不。原子时间的第二个长度非常精确，但是地球自转的速度不时变化。在过去的20到30年里，地球自转的总趋势逐渐放缓，导致原子时间每年比世界时间提前约0.8秒。从1958年到现在，它领先了23秒多。所以既然地球的自转是不稳定的，我们能忽略它并彻底毁灭这个世界吗？我也不能。因为一些活动不能与世界时间分开，例如确定地球上某一点的地理经度，它们需要通过世界时间不时地转换，这对于大地测量、导航、航空和航天部门是必要的。

那么，我们必须同时广播世界时和原子时这两个时钟号码吗？不完全是。科学家们采用了一种折衷的方法，定义了一种新的计时系统，称为“协调世界时”或“协调世界时”。协调时间以原子时间的第二长度为基本测量单位，用这种方法测量的时间值仍保持原子时间的高精度特性。同时尽量利用世界时间。因此，有必要设置“闰秒”，即在适当的时刻加1秒(正闰秒)或减1秒(负闰秒)。当地球自转稍快时，协调时间将落后于世界时间。此时，闰秒将与世界时间成负相关，因此每分钟只有59秒，因此协调时间将赶上世界时间。相反，当地球自转稍微慢一点时，协调时间将会比世界时间提前。此时，世界时间将与世界时间对齐，闰秒将延长至61秒，以使协调时间与世界时间“相等”。简而言之，让协调时间和世界时间之差不超过秒。

目前，国际时间局规定闰秒将在6月30日或12月31日。