Wygenerowany po polsku przez AI na podstawie naszego angielskiego quizu; źródła prowadzą do polskiej Wikipedii.
Zegar atomowy odmierza czas dokładniej niż jakiekolwiek inne urządzenie: najlepsze konstrukcje pomyliłyby się o sekundę dopiero po miliardach lat. To dzięki nim działa nawigacja satelitarna i światowy czas cywilny. W quizie sprawdzisz, co wiesz o historii tych zegarów, o cezie, maserach i zegarach optycznych, o miniaturowym zegarze wielkości układu kwarcowego oraz o polskich laboratoriach czasu. Pytania mają różny poziom trudności: od podstaw po szczegóły dla znawców fizyki.
Wszystkie 29 pytań z odpowiedziami i wyjaśnieniami. Zagraj w quiz
Q 01Do jakiego rodzaju systemów, z których zegary pobierają czas, należą GLONASS i Galileo?
nawigacji satelitarnej
Do tej samej rodziny należy GPS; dokładny czas w takich systemach pochodzi z zegarów atomowych.
Q 02Gdzie znajduje się zegar atomowy, który jest źródłem czasu dla odbiorników GPS?
na pokładzie satelity
Z takiej transmisji korzystają zegary odbierające sygnał systemów GPS, GLONASS czy Galileo.
Q 03Co zlicza zegar atomowy, aby odmierzać czas?
okresy wzorca częstotliwości
Współcześnie najdokładniejsze konstrukcje korzystają z własności emisyjnych atomów, na przykład cezu.
Q 04O co okresowo koryguje się czas cywilny, by zgadzał się z obserwacjami astronomicznymi?
sekundę przestępną
Poprawka ta bywa też nazywana skokową; sam czas cywilny wylicza się na podstawie międzynarodowego czasu atomowego.
Q 05Która agencja chce wyposażać przyszłe sondy kosmiczne w zegar Deep Space Atomic Clock?
NASA
Testy tego zegara przeprowadzono w przestrzeni kosmicznej w 2019 roku.
Q 06Zegar atomowy o dokładności 10⁻¹⁸ myli się o 1 sekundę w ciągu jakiego okresu?
wieku Wszechświata
Dla porównania miniaturowy zegar atomowy z 2004 roku ma dokładność 10⁻¹⁰, czyli jednej dziesięciomiliardowej.
Q 07Do czego porównano wielkość komory z cezem w miniaturowym zegarze atomowym z 2004 roku?
ziarna ryżu
Komora ma średnicę 1,5 mm i długość 4 mm; zegar zademonstrowali uczeni z amerykańskiego instytutu NIST.
Q 08Nową definicję jakiej jednostki ma przynieść rozwój optycznych wzorców częstotliwości?
sekundy
Wzorce optyczne, czyli laserowe, należą dziś do najbardziej precyzyjnych zegarów atomowych.
Q 09Z jakiego języka pochodzi pełna nazwa międzynarodowego czasu atomowego?
francuskiego
Pełna nazwa brzmi Temps Atomique International; czas cywilny wylicza się właśnie na podstawie tej skali.
Q 10Jaki protokół przekazuje przez Internet czas z zegarów atomowych, mniej dokładnie niż radio?
NTP
Dokładniejszą drogą są fale radiowe – tak działa na przykład sygnał DCF77.
Q 11Do czego służył pierwszy zegar atomowy, mniej dokładny od ówczesnych zegarów kwarcowych?
demonstracji koncepcji
Prawdziwie dokładny zegar atomowy, oparty na izotopie cezu-133, powstał dopiero sześć lat później w Anglii.
Q 12Jakie tańsze zegary atomowe coraz częściej wysyła się na orbitę po 2000 roku?
rubidowe
O zmianie zdecydowały względy oszczędnościowe: cena takich zegarów jest dziesięciokrotnie niższa.
Q 13Które miasto jest siedzibą pierwszego w Polsce optycznego zegara atomowego?
Toruń
Zegar uruchomiono w grudniu 2014 roku w Krajowym Laboratorium FAMO; wykorzystuje atomy strontu w sieci optycznej.
Q 21Co mierzyło oprzyrządowanie dołączone do pary maserów w dawnych zegarach atomowych?
różnicę ich częstotliwości
Takie konstrukcje pojawiły się po wynalezieniu masera; dziś za najprecyzyjniejsze uchodzą między innymi zegary optyczne.
Q 22Za wynalezienie czego Norman F. Ramsey otrzymał w 1989 roku Nagrodę Nobla z fizyki?
metody oscylacyjnych pól
Wynalazek znalazł zastosowanie w zegarach atomowych, a rok wcześniej uczonego nagrodzono za nauczanie fizyki.
Q 23O ile dłuższy czas eksploatacji mają tańsze zegary atomowe wysyłane na orbitę po 2000 roku?
czterokrotnie
Q 14Linię spektralną jakiego związku wykorzystywał pierwszy zegar atomowy z 1949 roku?
amoniaku
Linia ta miała częstotliwość 23 870,1 MHz, a urządzenie powstało w amerykańskim Narodowym Biurze Standaryzacji.
Q 15Jakie masery należą, obok zegarów optycznych, do najbardziej precyzyjnych zegarów?
wodorowe
Zegary optyczne korzystają z przejść atomowych z zakresu optycznego fal elektromagnetycznych.
Q 16Kto w 1955 roku zbudował w Anglii pierwszy dokładny zegar atomowy?
Louis Essen
Zegar powstał w National Physical Laboratory i wykorzystywał promieniowanie atomów izotopu cezu-133.
Q 17Ile razy mniejszy od innych zegarów atomowych jest według konstruktorów miniaturowy zegar NIST?
100
Zegar zaprezentowano w sierpniu 2004 roku w amerykańskim National Institute of Standards and Technology.
Q 18Do jakiej międzynarodowej skali porównuje się polską skalę czasu atomowego?
TAI
Polską skalę wyznaczają wspólnie krajowe laboratoria wyposażone w zegary cezowe i masery.
Q 19Jaką objętość zajmuje cały układ miniaturowego zegara atomowego pokazanego w 2004 roku?
1 cm³
Na układ składają się komora z cezem, dioda laserowa, polaryzatory i fotodioda, a jego objętość jest porównywalna z układami zegarów kwarcowych.
Q 20W ciągu ilu lat miniaturowy zegar atomowy z 2004 roku może odchylić się o 1 sekundę?
300
To dokładność tysiąckrotnie wyższa niż w zegarach kwarcowych: jedna dziesięciomiliardowa.
Razem z dużo niższą ceną ma to decydujące znaczenie ekonomiczne dla budowniczych systemów nawigacyjnych.
Q 24Ile mocy potrzebuje do działania miniaturowy zegar atomowy zaprezentowany w 2004 roku?
75 mW
Tak mały pobór mocy sprawia, że zegar nadaje się do zasilania bateryjnego.
Q 25Które miasto było miejscem urodzenia fizyka i noblisty Normana F. Ramseya?
Waszyngton
Uczony urodził się 27 sierpnia 1915 roku, a zmarł 4 listopada 2011 roku w Wayland.
Q 26Jaką część Nagrody Nobla z fizyki za 1989 rok otrzymał Norman F. Ramsey?
połowę
Resztę nagrody rozdzielono między dwóch innych fizyków, w tym Hansa Dehmelta.
Q 27Jaką nazwę nosi porozumienie polskich laboratoriów porównujących wzorce czasu?
TA(PL)
Porozumienie zrzesza organizacje i firmy, które mają cezowe zegary atomowe lub masery.
Q 28Kto obok Hansa Dehmelta i Normana Ramseya dostał Nagrodę Nobla z fizyki za 1989 rok?
Wolfgang Paul
Dehmelt i drugi z laureatów podzielili się tą częścią nagrody, która nie przypadła Ramseyowi.
Q 29Imię którego uczonego nosi medal za nauczanie fizyki, który w 1988 r. dostał Norman Ramsey?
Oersteda
Rok później Ramsey został laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki.