Calcul pratique d'une seconde et autres

[invited6a8e0a5]

Bonjour,

J’aimerais savoir quel est le procédé technique utilisé pour mesurer une seconde.

On me dit qu’une seconde est définie par 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les niveaux hyperfins F=3 et F=4 de l’état fondamental 6S½ de l’atome de césium 133.

On « m’a dit » que mesurer une onde, c’est la « tuer ». Comment s’y prends t’on pratiquement pour compter les périodes ?
Derrière, quel est le support de stockage de l’information « seconde ». J’ai du mal à concevoir que l’on puisse trouver un support de stockage capable de restituer une information qui est un sens, l'idée même de supoprt de stockage dans ce cas me paraît suspecte.

Autant pour calculer le mètre, si l’on sait compter le nombres de périodes, alors ok on regarde la distance parcourue par la lumière sur la bonne quantité de périodes pendant le calcul pour définir son mètre et on fait une « encoche » ce qui fait sens au niveau stockage, pour la seconde je ne vois pas, merci de m’éclairer.

J’espère m’être exprimé suffisamment clairement, bien amicalement et merci pour toute réponse.
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[f6bes]

Bjr à toi,
On ne "stocke" pas la seconde.
On se sert d'un oscillateur CALIBRE, THERMOSTATE. (horloge atomique)
Cet oscillateur produit donc des oscillations dont on connait la période avec précision.
Si par exemple on sait qu'il oscille à 10 000 000 de périodes par seconde (ex farfelu !).
Il faudra donc compter 10 000 000 de périodes pour avoir une seconde.

L'oscillateur de référence sert à étalonner d'autres oscillateurs.

A+

[invited6a8e0a5]

Merci f6bes.

Ok pour le "stockage".
Je ne comprends par contre toujours pas comment on fait pour compter le nombre de passage de crètes de l'onde, si c'est par oscillateur, comment celui-ci fonctionne t'il ?

Merci.

[invite6dffde4c]

Merci f6bes.

Ok pour le "stockage".
Je ne comprends par contre toujours pas comment on fait pour compter le nombre de passage de crètes de l'onde, si c'est par oscillateur, comment celui-ci fonctionne t'il ?

Merci.

Bonjour.
Vous avez une description sommaire dans wikipedia en anglais
Pour le comptage, il ne faut pas oublier qu'il s'agit des ondes électromagnétiques. Si on met une "antenne" dans la cavité, on obtiendra un signal alternatif de la même fréquence. Cette fois on ne compte la crête de vagues, mais le nombre de passages par zéro dans le même sens d'une tension alternative.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

Le principe de l'horloge atomique c'est d'asservir un circuit électronique à une "horloge naturelle", d'origine atomique en l'occurrence, enfin plus précisément on l'asservis à un champs électromagnétique (une radiation, donc) dont la fréquence correspondant à une transition atomique, cad au saut d'un électron d'un niveau d'énergie à un autre.

Les transitions atomique sont en général de fréquence optique, cad que l'énergie correspondante doit être apportée par des photons de fréquence très élevée. Les fréquences optiques (c/lambda, c la vitesse de la lumière et lambda la longueur d'onde, de 0,3 à 0,7 micron pour la lumière visible), ça va jouer dans les millions de GHz (1e15 Hz). Ca serait super si on savait traiter des signaux électronique de cette fréquences mais ce n'est pas le cas, on maitrise bien je pense jusqu'a qq dizaine de GHz et après les circuits électronique ont trop d'inertie ou de perte.

Donc on va chercher des transitions de plus basses énergies, pour gérer des signaux électronique de plus basses fréquences.

Une transition hyperfine, c'est une transition qui porte l'électron a un niveau d'énergie très voisin => le deltaE (E2-E1) est faible, donc la fréquence correspondante (E1-E2)/h (h la cte de Planck) itou.

Concrètement les deux niveaux en question correspondent aux deux orientations relatives possibles (parallèle ou anti-parallèle) du moment magnétique (spin) de l'électron externe et du moment magnétique du noyau. Disons que sur un même niveau E, au hasard le niveau fondamental de l'électron le plus externe de l'atome (le moins lié donc le plus facile à pervertir ) y'a deux variantes selon que cet électron a aligné son "pôle nord magnétique" avec celui du noyau ou pas (y'a que 2 orientations possibles pour un spin électronique).

On sélectionne les atomes de césium sortant d'un four dans un seul niveau E1 (avec un champs magnétique par exemple) et on les envoie dans un cavité dans laquelle on injecte un "top" radio piloté par un circuit électronique. Ce top est calculé tel qu'il va provoquer la transition de E1 à E2, le deuxième niveau hyperfin. Si la fréquence est bonne - et faut que ce soit trèèès précisément ajusté, tout l'intérêt du système est là - tous les atomes vont sortir de la cavité à l'état E2. On les retrie pour voir si c'est bien le cas, et sinon, on modifie la fréquence radio pour cela : le système est ainsi asservi.

Après c'est de l'électronique, on divise la fréquence pour que ça donne des secondes et ouala.


a+

[f6bes]

Merci f6bes.

Ok pour le "stockage".
Je ne comprends par contre toujours pas comment on fait pour compter le nombre de passage de crètes de l'onde, si c'est par oscillateur, comment celui-ci fonctionne t'il ?

Merci.

Bjr à toi,
Pour compter il existe des compteurs (fréquencemétres).
Le principe est simple:
il s'agit de ce que l'on appelle une "double-porte".
On applique sur l'entrée d'une "porte" les signaux à compter.
Ce comptage dure TANT QUE la deuxiéme porte est "ouverte".

Suffit donc d'ouvrir/fermer cette deuxiéme porte toute les secondes pour connaitre le nombre d'impulsions qui sont passées durant le temps d'ouverture de la deuxiéme porte.

Bien sur tu vas me dire : "comment qu'on fait pour SAVOIR exactement le temps pendant lequel la deuxiéme porte a été ouverte.
Il est vrai que ça se mords la queue vue sous cet angle.
Mais il a suffit d'avoir un ETALON de fréquence pour déterminer tout ce que l'on veut par la suite.

Comment a t on "compté" la "fréquence" de départ, ?

Faut que le "compteur" soit "meilleur" que la "chose" à compter tout de meme.

Mais là je suppose que l'on rentre dans les "subtilités" de la physique !

A+

[invited6a8e0a5]

Merci à tous !

Finalement, je crois que je préfère mon étalon kg, bien enfermé, à Sèvres.
Ok on ne peut pas communiquer l'information mais il est la, dans un coffre à l'intérieur dun autre coffre et il ne bouge pas (enfin quelques atomes/ans).

Le kg de Sèvres, c'est du sûr, pas besoin d'electronique, de pervertir des électrons ou encore de maser, éventuellement un taser pour les cerbères de la porte....

[f6bes]

Bj r à toi,
Pas sur qu'il soit ENCORE d'actualité....
http://forums.futura-sciences.com/thread233663.html

A+