A másodiknak csak három meghatározása volt: a nap töredéke, az extrapolált év töredéke, és a cézium atomóra mikrohullámú frekvenciájaként, és felismerték a nap szexagesimális felosztását az ősi csillagászati naptárakkal.
A naptári idő és a nap szexagesimális felosztásaEdit
Civilizációk a a klasszikus korszak és a naptár korábban létrehozott felosztása, valamint ívek egy szexagesimális számlálási rendszert használva, így abban az időben a második a nap szexagesimális felosztása volt (ősi második = nap / 60 × 60), nem pedig az órához hasonló, mint a modern másodperc (= óra / 60 × 60). A napórák és a vízi órák a legkorábbi időmérő készülékek közé tartoztak, és az időegységeket ívfokban mérték. Fogalmi időegységeket is alkalmaztak, amelyek a napkorongoknál realizálhatók.
A középkor természettudományi filozófusainak írásaiban utalások vannak a “második” kifejezésre egy holdhónap részeként, amelyek matematikai alegységek voltak, amelyek nem mérhető mechanikusan.
A nap napjának frakciójaEdit
A legkorábbi, a 14. században megjelenő mechanikus órák kijelzői felekre, harmadokra, negyedekre és néha 12-re osztották az órát. részeket, de soha nem 60-at. Valójában az órát nem osztották 60 percben, mivel az időtartama nem volt egyenletes. Az időmérőknek nem volt célszerű perceket mérlegelniük, amíg az első perceket megjelenítő mechanikus órák megjelentek a 16. század vége felé. A mechanikus órák megtartották az átlagidőt, szemben a napkorongok által látható látszólagos idővel. Addigra a szexagesimális időmegosztás jól megalapozott Európában.
A másodperceket megjelenítő legkorábbi órák a 16. század utolsó felében jelentek meg. A második a mechanikus órák fejlődésével vált pontosan mérhetővé. A legkorábbi, másodperceket jelző másodpercjelzésű másodpercjelű, óramentes időmérő egy, a Fremersdorf-gyűjtemény Orpheust ábrázoló, 1560 és 1570 közötti keltezésű, előjel nélküli óra .:417–418. A 16. század 3. negyedében Taqi al-Din épített egy órát 1/5 percenként. 1579-ben Jost Bürgi órát épített Hesse Vilmos számára, amely másodperceket jelölt meg .:105 1581-ben Tycho Brahe újratervezte azokat az órákat, amelyek csak percek voltak az obszervatóriumában, így másodperceket is mutattak, pedig ezek másodpercek nem voltak pontosak. 1587-ben Tycho azt panaszolta, hogy négy órája plusz-mínusz négy másodperccel nem ért egyet .:104
1656-ban Christiaan Huygens holland tudós feltalálta az első ingaórát. Az inga hossza alig volt egy méter, ami egy másodpercnyi lendülést adott, és minden másodpercben ketyegett a menekülés. Ez volt az első óra, amely másodpercek alatt pontosan tudta tartani az időt. 80 évvel később, az 1730-as évekre John Harrison tengeri kronométerei 100 nap alatt egy másodperc pontosságot tudtak tartani.
1832-ben Gauss azt javasolta, hogy a másodikat használja alapegységként milliméterében. -milligrammásodik mértékegység-rendszer. A British Association for the Advancement of Science (BAAS) 1862-ben kijelentette, hogy “a tudomány minden embere egyetért abban, hogy az átlagos napidő második másodpercét használja időegységként.” A BAAS hivatalosan javasolta a CGS-t. 1874-ben, bár ezt a rendszert az elkövetkező 70 évben fokozatosan felváltották az MKS egységek. A CGS és az MKS rendszerek is ugyanazt a másodpercet használták, mint az alap időegységük. Az MKS-t az 1940-es évek során nemzetközileg elfogadták, a másodikat 1 Egy átlagos nap napja 86 400.
Egy efemerisz év töredékeEdit
Valamikor az 1940-es évek végén kvarckristályos oszcillátor órák ~ 100 kHz üzemi frekvenciával előrehaladva, hogy az operát meghaladó 108-as résznél jobb pontossággal tartsa az időt egy nap időszaka. Nyilvánvalóvá vált, hogy az ilyen órák konszenzusa jobb időt tartott, mint a Föld forgása. A metrológusok azt is tudták, hogy a Föld keringése a Nap körül (egy év) sokkal stabilabb, mint a Föld forgása. Ez már 1950-ben olyan javaslatokhoz vezetett, amelyek meghatározták a másodikat az év töredékének.
A Föld mozgását Newcomb Naptáblái (1895) írták le, amelyek képletet szolgáltattak a a Nap mozgásának az 1900-as korszakhoz viszonyított becslése az 1750 és 1892 közötti csillagászati megfigyelések alapján. Ennek eredményeként 1952-ben az IAU elfogadta az e korszak szidealis évének egységeiben kifejezett efemerisz időskálát. Ez az extrapolált időskála az égitestek megfigyelt pozíciói összhangban vannak mozgásuk newtoni dinamikai elméleteivel. 1955-ben a trópusi évet, amelyet alapvetőnek tekintenek a sziderális évnél, az IAU választotta időegységnek. A definíció szerint a trópusi évet nem mértük, hanem egy átlagos trópusi évet leíró képlet alapján számítottuk, amely az idő során lineárisan csökkent.
1956-ban a másodikat egy év tekintetében újradefiniálták ahhoz a korszakhoz képest. A másodikat így határozták meg: “a trópusi év 1⁄31 556 925,99747 töredéke 1900. január 0-ig, 12 óra efemerisz idő szerint”. Ezt a meghatározást a Nemzetközi Egységrendszer részeként fogadták el 1960-ban.
“Atomic secondEdit
De még a legjobb mechanikus, elektromos motoros és kvarcos kristályalapú órák is eltéréseket mutatnak környezeti feltételek. Sokkal jobb az időmérés szempontjából a természetes és pontos “rezgés” egy feszültség alatt álló atomban. A rezgés (vagyis a sugárzás) frekvenciája nagyon specifikus az atom típusától és annak gerjesztésétől függően. 1967 óta a másodikat pontosan “9 192 631 770 sugárzási periódus időtartamának felel meg, amely megfelel a cézium-133 atom alapállapota két hiperfinom szintje közötti átmenetnek” (0 K hőmérsékleten). Ezt a másodperc hosszúságot úgy választottuk meg, hogy pontosan megfeleljen a korábban meghatározott efemerisz hosszának. Az atomórák ilyen frekvenciát használnak a másodpercek mérésére úgy, hogy másodpercenként számolnak ciklusokat ezen a frekvencián. Az ilyen sugárzás a természet egyik legstabilabb és reprodukálhatóbb jelensége. Az atomórák jelenlegi generációja néhány százmillió év alatt másodpercen belül pontos.
Az atomórák most meghatározzák a másodperc hosszát és az idő mércéjét a világ számára.