SI-põhiühikute tutvustus: sekund

Sekund

Sekund, sümboliga s, on SI-süsteemi aja põhiühik. Inimkond on tuhandete aastate jooksul püüdnud aega mõõta. Väga pikalt näitasid inimestele aja kulgu looduslikud nähtused nagu päeva ja öö ning aastaaegade vaheldumine. Esimene tsivilisatsioon, kus kasutati aja mõõtmiseks astronoomilisi vaatlusi, oli Vana-Egiptus. Seal püstitati päikesekelli, mille samba varju kulgu jälgiti maapinnal ja selle alusel jagati päevad osadeks. Aja mõõtmine oli tähtis ja päikesekella abil osutus see niivõrd levinuks, et valmistati ka kaasaskantavaid päikesekellasid ning isegi taskuversioone.

Arvatakse, et päeva ja öö jagamine kaheteistkümneks osaks on pärit sumeritelt umbes 5000 aastat tagasi. Vanad sumerid ei kasutanud loendamiseks mitte kümmet sõrme, vaid sõrmede liigeseid, mida on kokku ühel käel 12 (kui pöialt mitte arvestada). Ööpäeva jagasid 24 võrdseks tunniks ilmselt babüloonlased nagu ka tunni kuuekümneks minutiks.

Mehaaniliste kelladega tuli oodata 13.-14. sajandini, mil Euroopas hakati valmistama kellamehhanisme üleskeeratava vedru ja/või kellapommiga. Esimene pendelkell leiutati 1656. aastal hollandlase Christiaan Huygens poolt, kes arvutas välja seose pendli pikkuse ja aja vahel (umbes 99,4 cm ühe sekundi kohta).

Edasised arendused viisid selleni, et Briti raudteeinseneri William Hamilton Shortti poolt 1920. aastatel väljatöötatud pendelkell võeti nii mõneski metroloogiaasutuses kasutusele riigietalonina sekundi esitamiseks.

Pendelkell, mis tiksub igal sekundil

Sekundi definitsioon:
sekund, tähis s, on SI aja ühik. Sekund on määratud tseesiumi sageduse Δν_Cs, milleks on tseesiumi aatomi isotoobi 133 häirimata põhiseisundi ülipeenstruktuuri kahe energianivoo vahelisele üleminekule vastav sagedus, fikseerimisega arvväärtusel 9192631770 väljendatuna ühiku Hz abil, mis on võrdne s^-1.

Elektrooniliste ajanäitajate võidukäik algas kvartskristalli kasutusele võtmisega 1930. aastatel. Suurbritannia metroloogiainstituudis ehk rahvuslikus füüsikalaboratooriumis (The National Physical Laboratory, NPL) valmis Louis Essen’i juhtimisel 1955. aastal maailma esimene töötav tseesiumi aatomkell, millega sillutati tee uuele ja täpsemale sekundi definitsioonile, mis põhines aatomite põhiomadustel. Tänapäeval kasutatakse mitut tüüpi aatomkellasid, mis töötavad mitmesugustel põhimõtetel ja erinevatel raadiosagedustel kiirgusega ergastamisel. Kasutatavate aatomkellade täpsus ulatub võimaliku hälbeni 1 sekund 300 miljoni aasta jooksul.

Ülemaailmselt kasutatava ajaskaala moodustamisel on kaks põhikomponenti: rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi (SI) ajaühiku – sekundi – esitamine ning ajaskaala regulaarne võrdlemine tugisuurusega. Tugisuurusena kasutatakse tänapäeval Rahvusvahelist Aatomaega (International Atomic Time, TAI), mille arvutab välja Rahvusvahelise Kaalude ja Mõõtude Büroo (BIPM) aja osakond. TAI arvutustes kasutatakse üle 230 nn tseesiumi (Cs) aatomkella andmeid, mida regulaarselt saadavad BIPM-ile 65 asutuse laborid.

Kas teadsid …

et mesilane liigutab lennates tiibu 270 korda sekundis.
et maailmas sünnib kuus last ühes sekundis.
et 20 000 Coca-Colat müüakse ühes sekundis.
et 3,4 miljonit e-kirja saadetakse ühes sekundis.
et Maa liigub ümber Päikese iga sekundiga 29,7 tuhat kilomeetrit.
et ühes sekundis tehakse 3 miljonit Google otsingut.