TID
Hej!
Jag fattar inte riktigt vad de menar med "En sekund är tiden för 9192631770 svängningar i en bestämd strålning från cesiumatomen cs_133". Asså jag fattar inte ens vad strålningen har med atomen och göra och vad menar de med svängningar? Och vad har detta hela med klockan och göra? Kan någon bara förklara vad de menar har. Jag läste det som stod som förklaring till deras men fattade inte heller.
(Bakgrund) De flesta enheter; sekund, minut, kg har från början ganska enkla definitioner. En sekund vad en andel av ett dygn, en meter är en viss andel av jordens ekvatoromkrets, ett kilogram var massan hos en liter vatten osv. När man fick bättre och bättre instrument så uppdaterade man dock definitionerna eftersom de inte var riktiga konstanter. Jordens rotation runt sin axel avtar exempelvis över tid på grund av hur månen drar i jorden och det betyder att dygnet är längre nu än för 1000 000 år sedan. Man ville därför frikoppla sekunden från dygnet så att det blev en verklig konstant och inte beror av årtalet så man har definierat om sekunden på ett sätt som visserligen är svårare att förstå men är mer exakt. I praktisk mening så 60*60*24 moderna sekunder fortfarande detsamma som ett dygn.
(Utläggning) Den moderna definitionen, "9192631770 -svängningar" kommer av att ljus är likt ljud är en våg och man kan säga att varje typ av ljus har en egen svägningsfrekvens. På samma sätt som att olika toner av ljud har olika så kallade frekvenser; 420 Hertz, 1000 Hertz, osv, så har monokromatiskt ljus från olika ljuskällor också sin egna 'ton'. En av ljustyperna från Cesium har frekvens 9192631770 Hz.
Likt hur ett instrument eller stämgafflar kan ha sina egna unika ljudtoner så avger atomer ljus med specifika frekvenser. I kemin kanska man lärde sig att en atom avger ljus när en elektron hoppar från ett övre elektronskal till ett lägre. Det är den typen av ljus eller strålning det handlar om. Av praktiska skäl så valde man Cesium och att en av ljustyperna den atomen avger som utgångspunkt när man skulle binda sekundens definition till atomfysiken, men man kunde ha använt vilken atom som helst.
(Om begreppet svängning) 'svängningar i en bestämt strålning' är en väldigt förkortad förklaring och svängningen är lite svår att förklara konkret då det inte är något faktiskt objekt som svänger. Om jag fortsätter med likselsen till ljud så kan man göra det mer konkret. Om en stämgaffel vibrerar (videoex) så svänger dess armar fram och tillbaka. Svängningen är den fysiska rörelsen. Om armarna svänger fram och tillbaka 420 gånger per sekund så produceras ett ljud med frekvensen 420 Hertz. Atomer och elektroner vibrerar inte fysiskt men det sker något liknande där rörelsen hos elektronerna i atomern 'svänger' ett visst antal gånger per sekund vilket sänder ut ljus som övertar svängingen och för den vidare ut i rummet med samma frekvens.
(kompleterande video) Ted ed video om historiska revisionerna av sekunden: https://www.youtube.com/watch?v=OKms5a0nGO4&ab_channel=TED-Ed
Engineerguys video om atomur: https://www.youtube.com/watch?v=p2BxAu6WZI8&ab_channel=engineerguy (överkurs att förstå men tydlliggör hur Cesium specifikt kommer in i situationen)
Jag vill säga TACK SÅ HEMSKT MKT, du förklarar jätteee braaa. Men av det jag förstod så menar du att elektronerna rör sig i atomen och därför skapas det både ljud och ljus, ljud har svängningar och de svängningar uppnår nästan 9miljoner och det är lika med 1 sekund.
Nästan.
När jag pratar om ljud här så är det bara en användbar liknelse. Att atomerna fungerar likt stämgafflar men att de avger ljus istället för ljud. Ljud och ljus är två olika fenomen och individuella atomer kan inte avge ljud men de kan avge ljus. (Indivuduella atomer i en gas)
Ljud uppstår när en stel kropp som en stämgaffel. vibrerar och trycker mot luften och luften svänger sedan på samma sätt som gaffeln och för svängningen vidare genom rummet. Om en stämgaffel svänger fram och tillbaka 100 gånger per sekund så har ljudet som produceras egenskapen av att det också svänger 100 gånger per sekund. Anledningen till att pratar om ljud är för att man kan visualisera den typen av svängningar men det går inte att visualisera 'de elektriska svängningarna' i atomer som då genererar ljus.
Ljus uppstår när laddningar (elektroner och protoner) gör plötsliga rörelser. Elektroner i atomer svänger inte utan snarare hoppar men dessa hopp producerar ljus som beror av hur 'långt' de hoppar mellan elektronskalen.
Kroppar rör sig i luft - > vi får ljud.
Laddningar ändrar läge eller hastighet väldigt snabbt --> vi får ljus.
Aha, så när elektronerna hoppas så skapas ljus, dessa har svängningar upp till 9 miljoner och det är lika med 1sekund. Ber om ursäkt för att jag stör dig! Men jag är lite trög i huvudet!
