Цезиевые часы с магнитным отклонением пучка | Новостной сайт страны 24/7 Цезиевые часы с магнитным отклонением пучка | Новостной сайт страны 24/7 |

Сегодня: г.

Цезиевые часы с магнитным отклонением пучка

Для упрощения надо выбрать обычнейшую и наиболее основную модификацию, характерную для промышленных приборов, используемых в настоящее время для земных и космических применений.
Печь, содержащая несколько граммов Cs 133, единственного стабильного изотопа этого элемента, нагревается примерно до 100°С. Система капилляров формирует направленный пучок атомов цезия, в котором имеется шестнадцать равнонаселенных подуровней сверхтонкой структуры. Пучок проходит первый магнит, производящий сильное неоднородное магнитное поле. При прохождении этого поля атомы подвергаются действию сил, перпендикулярных плоскости. Часть атомов отклоняется в направлении оси прибора. Угол отклонения составляет около 1 градуса. Также вас может заинтересовать размагничивание, подробнее на сайте https://www.ptsndt.com/ru/prodazha/razmagnichivanie/4174-demag-intro-kategorie-ru/demag-hlavni-clanek-ru/235-demagnetizace-ru
Пучок затем пересекает сверхвысокочастотную область взаимодействия, которая включает в себя резонатор с двумя плечами. Атомы последовательно подвергаются действию двух магнитных полей на сверхвысоких частотах (СВЧ), осциллирующих на частоте 9,192…ГГц, и разделенных областью с отсутствующей осцилляцией. Эта конфигурация была предложена Рэмси. Расстояние между двумя осциллирующими полями может выбираться свободно и оно определяет эффективное время взаимодействия. Рсстояние составляет около одного метра в лабораторных первичных стандартах, в то время как для промышленных приборов его величина лежит вблизи 15 см. Вся область взаимодействия имеет магнитные экраны для того, чтобы защитить ее от внешних магнитных полей и их изменений. В этой области создается однородное и стабильное магнитное поле. Его индукция составляет около одной десятой от магнитной индукции земного поля (это магнитное поле иногда называется С-поле). Если частота вводимой в резонатор электромагнитной волны находится в резонансе с часовым переходом, то при пролете через область взаимодействия, атомы меняют сверхтонкий подуровень и переходят с одного подуровня на другой. Плечо закрывается короткозамкнутой цепью, и магнитное поле сверхвысокой частоты действует на атомы в области одной пучности стоячей волны, поддерживаемой в резонаторе. Таким образом подавляется эффект Доплера первого порядка. В области, общей для атомного пучка и плеча резонатора, осциллирующее магнитное поле направлено параллельно статическому магнитному полю. По оси атомного пучка на концах каждого плеча резонатора установлены волноводы с малым сечением (запредельные волноводы).
Второй селектирующий магнит, похожий на первый, отклоняет атомы, совершившие сверхтонкий переход в направлении детектора на поверхностной ионизации. Он состоит из металлической проволоки, имеющей работу выхода больше, чем энергия ионизации цезия. Когда проволока нагревается примерно до 1000°С, падающие на нее атомы цезия испаряются затем с нее в виде ионов цезия. В лабораторных цезиевых часах ионный ток имеет величину порядка 1-10 пА и может быть измерен непосредственно электрометром. В промышленных приборах значение ионного тока в десятки раз меньше. Ионный поток затем фильтруется с помощью масс-спектрометра, для того чтобы исключить нежелательные ионы, излучаемые горячей проволокой. Ионы цезия далее попадают на динод, где они вызывают вторичную эмиссию электронов. Поток этих электронов усиливается далее электронным умножителем.
Полученный таким образом электрический ток составляет выходной сигнал цезиевой атомно-лучевой трубки.

 
Статья прочитана 9 раз(a).
 

Еще из этой рубрики:

 

Последние Твитты

Loading

Архивы

Наши партнеры

Читать нас

Связаться с нами

Anybis16@mail.ru