秒是怎么定义的
秒的定义:当铯-133原子位于海平面处于非扰动基态时两个超精细能级间跃迁对应的辐射频率ΔνCs以Hz(即等于s-1)为单位表达时选取固定数值9192631770倍来定义秒。国际单位制词头经常与秒结合以做更细微的划分,例如ms(毫秒,千分之一秒)、μs(微秒,百万分之一秒)和ns(纳秒,十亿分之一秒)。虽然国际单位制词头虽然也可以用于扩增时间,例如Ks(千秒)、Ms(百万秒)和Gs(十亿秒),但实际上很少这样子使用,大家都还是习惯用60进制的分、时和24进制的日做为秒的扩充。
秒的由来
这与人们的认知过程是一致的。由于地球的自转,会出现日出日落,就产生了“天”的概念。随着天文学的发展,人们认识到地球在自转的同时还绕太阳公转,于是创造了“年”的概念;而月亮绕地球公转就形成了“月”的概念。
随着社会的进步,人们逐渐需要将“天”划分为更小的单元,以便进行社会生产并开展各类社会活动。这在世界各地历史上都有过记载。古埃及人一开始将白天划分成10个小时,他们制作了T型日晷,利用太阳对其形成的影子来实现白天10小时的测量。为了更方便的等分时间,没有直接采用10,而是采用了12作为等分单位,可能是因为12比10具有更多因数,于是白天就形成了12个小时。再后来他们发现白天的时间划分已经完成,可晚上的时间还没有划分,许多事就陷入了混乱。于是他们对夜空中的星星进行观测,利用星象将夜晚的时间也划分成12个小时。这样,一天24个小时便确定了下来,传播到世界各地并沿用至今。
随着科学技术的不断发展,需要继续对“小时”做出更精密的划分。一千八百多年前古希腊天文学家克罗狄斯·托勒密在他的一部叫做《天文学大成》的著作里将一个圆定义为360度,每度定义为60分,而每分又定义为60秒,这种弧度划分方法在几何数学与天文学中得到了广泛的应用。许多人对“小时”进行了不同的分割,但天文学与时间测量一直紧密相关,在十四世纪中期有人将弧度的划分方法直接引入到时间测量中,他们将每小时划分为60分,每分也定义为60秒。至于为什么是60,大概也是因为60具有较多的整数因数,更容易将其进行更多等份分割的缘故。
虽然十四世纪的时间划分已经出现了“分”和“秒”的概念,但由于当时技术条件所限,时间测量方法或装置难以达到分秒这种精度的分辨率,所以“分”和“秒”的概念在当时并没有得到广泛的应用。直到十七世纪,航海导航中地理经度的确定对精密时间测量提出了更高的要求。另一方面,时间测量科学在当时也得到了较好的发展。因此,那个时候的摆钟或机械钟上开始出现了分针和秒针。在1675年意大利科学家托·李维欧·布拉提尼出版的《世界测量》中首次出现了秒的定义,他明确说一秒就是一个“太阳日”的1/86400。
二十世纪天体测量学取得了突飞猛进的发展。天文学家们首先定义了以地球自转为基础的“太阳时”,一秒就定义为一个“平太阳日”的1/86400。后来天文学家们又引入了一种以太阳系内天体公转为基准的时间系统——历书时。1955年国际天文学联合会(IAU)将秒定义为1900年1月0日12时回归年长度的1/31556925.975。1960年的第十一届国际度量衡大会(CGPM)上正式采用该结果,并使用了1956年精化后的1/31556925.9747作为秒定义的正式结果。
秒的换算
1秒 = 1000毫秒;
1毫秒 = 1000微秒;
1微秒 = 1000纳秒;
1秒= 1000 000 000纳秒。
六十进位秒
本来, 时被分为60分,分又分割为60秒。在有些语系中,像是波兰语(tercja)和阿拉伯语(ثالثة),秒也以60进位制被再细分,但在现代,都是以十进制法来细分小数点以下的时间。六十进位制来自巴比伦,他们以六十这个因素做为计算数量的单位。但是巴比伦人并没有将时分割为60分,而是古埃及将一日分为12时的白天和12时的夜晚,他们也这样子来区分四季。古希腊天文学家,包括希巴谷和托勒密,定义太阳日的24分之一为时。 以六十进制细分时,使得秒是一太阳日的86,400分之一。
此处虽然如此表示,但很难相信古希腊人需要定义秒古希腊的时间周期,像是平朔望月定义得非常精确,因为他们不是观察单一的朔望月,而是以相距数百年的食来测量朔望月的平均长度(日数)。不过,发展出摆钟来保持平时(相对于日晷所显示的视时),使得秒成为可测量的时间单位。秒摆的摆长在1660年被伦敦皇家学会提出作为长度的单位,在地球表面,摆长约一米的单摆,一次摆动或是半周期(没有反复的一次摆动)的时间大约是一秒。