科学重器﹣原子钟
星空浩瀚,地球章动,四季更替,草木枯荣。从人类意识觉醒开始,“时间”便如影随形。从太阳升落、日晷、沙漏、水钟、机械钟、石英钟到目前最准确的计时工具原子钟,这些计时方法与工具的发展体现了不同时代劳动人民的智慧。计时工具大多是以某种规则运动的周期(完成一次规则运动所用的时间)为基准计时的,比如日晷以日地相对运动的周期为基准;机械摆钟以摆的振荡周期为基准;石英钟以石英晶体有规则的振荡周期为基准。选作时钟基准的运动周期越稳定,测量时间的精准度就越高,基于此科学家制造出了原子钟(如图所示)它以原子释放能量时发出电磁波的振荡周期为基准,由于电磁波的振荡周期很稳定,使得原子钟的计时精准度可达每百万年才差1秒。
人们通常选取自然界中比较稳定、世界各国都能接受的事物作为测量标准。正是由于原子辐射电磁波振荡周期的高稳定性,适合作为时间的测量标准,于是在1967年,国际计量大会将“1秒”重新定义为铯133原子辐射电磁波荡9192631770个周期的持续时间。时间单位“秒”作为国际通用的测量语言,是人类描述和定义时空的标尺。
计时工具的演变,展现了人类“时间文化”的进程更彰显出人类精益求精、不断探索、追求卓越的科学精神。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)原子钟可以作为时间同步的基准钟,依据的是原子辐射电磁波振荡周期的;
(2)下列物体相比较,最适合提供计时基准的是:;
A.摆动的小球
B.沿直线运动的汽车
C.静止的书本
(3)在实际生活中会出现各种“标准”。请你结合对文中时间“标准”的理解,文中提到的实例外,再列举一个“标准”:,并说明该“标准”在具体实例中是如何应用的:。
【基础设问】
测量的物理量 | AB段 | BC段 | AC段 |
① | |||
② | |||
平均速度v/(m·s-1) |
实验目的:探究物体运动的相对性,学会选择参照物。
器材:墨水瓶、教科书、橡皮
步骤:
(1)将书水平放在课桌桌面上,墨水瓶和橡皮放在教科书上;
(2)缓慢拉动教科书,橡皮相对于墨水瓶是,相对于课桌是;
(3)若以墨水瓶为参照物,则教科书是,若以为参照物,则教科书是运动的;
(4)在电视上看CBA比赛时。小明发现:运动员始终处于电视屏幕上,但我们却感觉运动员在球场上来回不停地跑动。这是为什么呢?
A.用刻度尺测出铅笔杆上铜丝绕圈总长度L2;
B.用铜丝的长度L1除以铜丝的圈数n,即得细铜丝的直径d;
C.将细铜丝紧密缠绕在铅笔杆上;
D.数出缠绕在铅笔杆上细铜丝的圈数n。
表一摆钟快慢与摆重的关系
摆钟材料 | 铁球 | 塑料球 | ||
摆动次数 | 10 | 20 | 10 | 20 |
时间/s | 15 | 30 | 15 | 30 |
表二摆钟快慢与摆长的关系
摆长/cm | 80 | 100 | ||
摆动次数 | 10 | 20 | 10 | 20 |
时间/s | 18 | 36 | 20 | 40 |
根据表中数据回答下列问题:
车次 | 十堰东 | 汉口 | 运行距离 |
G6848 | 07∶02 | 10∶11 | 460km |
G6818 | 08∶30 | 10∶26 | 460km |
G6808 | 10∶59 | 13∶35 | 460km |
G1042 | 12∶17 | 14∶54 | 460km |
G6820 | 12∶50 | 15∶18 | 460km |
G6828 | 14∶00 | 15∶57 | 460km |