Atoomklok analoog en digitaal
 

 
 
 

 
 














 
Werking van een atoomklok
 
Een atoomklok is een klok die als basis voor zijn tijdmeting gebruikmaakt van de trillingen van elektronen in atomen. De frequentie van deze
trillingen is zodanig constant en onafhankelijk van de omgeving, dat de afwijking van een atoomklok veelal slechts ongeveer 1 seconde per
5 miljard jaar bedraagt
 
De meest gebruikte atoomklok is gebaseerd op het scheikundig element cesium. De seconde is gedefinieerd aan de hand van dit element.
Sommige atoomklokken gebruiken andere elementen, zoals rubidium of waterstof. Met Cesium kan de atoomtijd nauwkeuriger gemeten
worden dan met de rotatie van de aarde.
 
Werking van de Atoomklok
Met behulp van een kwarts-oscillator worden radiogolven opgewekt met een frequentie dicht in
de buurt van de frequentie van het atoom. Deze golven worden door de atomen geleid.
Wanneer de frequentie van de radiogolf nauwkeurig overeenkomt met de frequentie van het
atoom, treedt demping op van de radiogolven. Door nu de frequentie van de radiogolf in een
kleine mate te moduleren, zal telkens wanneer de frequentie van het atoom wordt gekruist een
dip optreden. De frequentie van de kwartsoscillator wordt nu zodanig bijgestuurd dat deze dip in
het midden van de frequentiezwaai komt te liggen. De frequentie van deze kwartsoscillator is
dan vergrendeld aan die van het atoom.
 
Optische frequentie-atoomklok
Recent onderzoek naar het verbeteren van de nauwkeurigheid van atoomklokken heeft zich
gericht op andere atomen (calcium, ytterbium, strontium, kwik, aluminium) die zijn opgesloten in optische roosters waarvan de energietransities plaatsvinden op optische frequenties (in de orde
van grootte 100.000 keer hoger dan die van de transitie van het cesiumatoom; het BIPM heeft
de strontiumtransitie in oktober 2015 vastgesteld op 429.228.004.229.873,2 Hz), waardoor
het mogelijk is om een ​​nauwkeurigheid te bereiken van ten minste één seconde over de leeftijd
van het universum: 13 miljard jaar
 
  De atoomklok met een fontein van
 cesiumatomen NIST-F1. Deze klok is de
 primaire tijd- en frequentienorm,  met een onzekerheid van 5,10 × 10−16.