Warum wird Cäsium zur Zeitmessung in Atomuhren verwendet?

Sekunden werden durch die Frequenzemission von Cäsium gemessen. Warum wird eine Frequenz aus dem Emissionsspektrum von Cäsium als Standard zur Definition einer Sekunde verwendet? Warum gerade Cäsium?

Aus einer unwahrscheinlichen Quelle : "Cäsium hat ein einzelnes Valenzelektron (ungepaart) in der S-Schale. Mit anderen Worten, es hat ein Elektron, das leicht zu beobachten ist (und daher leicht zu verwenden ist, um die Zeit zu bestimmen)." Dieser HowStuffWorks-Artikel enthält eine sehr klare Erklärung, wie eine Cäsiumuhr tatsächlich funktioniert.
@RobertHarvey Ich musste Ihren ersten Link überprüfen - für einen Moment dachte ich, Sie würden auf AIR verlinken
@CarlWitthoft: Es ist die einzige nützliche Antwort, die ich je auf Yahoo Answers gesehen habe.

Antworten (1)

Anstatt etwas Unverständliches zu schreiben, zitiere ich von einer Seite über Cäsiumuhren .

Gemäß der Quantentheorie können Atome nur in bestimmten diskreten ("quantisierten") Energiezuständen existieren, je nachdem, welche Umlaufbahnen um ihre Kerne von ihren Elektronen besetzt sind. Verschiedene Übergänge sind möglich; die fraglichen beziehen sich auf eine Änderung des Energieniveaus des Elektrons und des Kernspins ("hyperfine") des niedrigsten Satzes von Umlaufbahnen, der als "Grundzustand" bezeichnet wird. Cäsium ist die beste Atomwahl für eine solche Messung, da alle seine 55 Elektronen außer den äußersten auf Umlaufbahnen in stabilen Schalen elektromagnetischer Kraft beschränkt sind. Somit wird das äußerste Elektron nicht sehr von den anderen gestört.

Der Punkt ist, dass wir eine extrem spektral "reine" Quelle wollen, sodass die Wellenlänge nur minimal unsicher ist.

Warum wird Cäsium zur Zeitmessung in Atomuhren verwendet?
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