如果您已阅读GPS接收器的工作原理，您就会知道原子钟对系统非常重要。您还经常听到新时钟广告中的原子钟，这些时钟会自动与科罗拉多州博尔德的原子钟同步。原子钟对各种科学活动也很重要。
那么让我们从时钟的一般概念开始吧。时钟的工作是跟踪时间的流逝。所有时钟都是通过计算“谐振器”的“滴答”来实现的。
在钟摆中，谐振器是钟摆，钟表中的齿轮通过计算钟摆的共振（摆动来回）来记录时间。摆锤通常以每秒一次摆动的频率共振。甲数字时钟使用任一在电力线振荡（每秒60个周期在美国，每秒50次循环在欧洲）或一个的振荡石英晶体作为谐振器中，并且使用数字计数器计数。时钟的精确度由指定频率下谐振器的精度决定。
的原子钟是使用的谐振频率的时钟原子作为它的谐振器。根据Encyclopedia Britannica，谐振器“受到原子或分子的量子跃迁（能量变化）发射或吸收的微波电磁辐射的频率的调节。” （有关该过程的图表和说明，请参见美国国家标准与技术研究院。）
这种方法的优点是原子在极其一致的频率下产生共振。如果你接受任何铯原子并让它产生共振，它将以与任何其他铯原子完全相同的频率产生共振。铯-133以每秒9,192,631,770个周期振荡。这种精度完全不同于石英钟的精度。在石英钟中，制造石英晶体使其振荡频率接近某个标准频率; 但制造公差导致每个晶体略有不同，温度等因素会改变频率。铯原子总是以相同的已知频率共振- 这就是使原子钟如此精确的原因。
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