Au existat doar trei definiții ale celui de-al doilea: ca o fracțiune a zilei, ca o fracțiune dintr-un an extrapolat, și ca frecvență cu microunde a unui ceas atomic de cesiu și au realizat o diviziune sexagesimală a zilei din calendarele astronomice antice.
Diviziuni sexagesimale ale timpului calendaristic și ale zilei Editează
Civilizațiile din perioada clasică și diviziunile create anterior ale calendarului, precum și arcurile folosind un sistem de numărare sexagesimal, deci în acel moment a doua era o subdiviziune sexagesimală a zilei (secunda veche = ziua / 60 × 60), nu a orei ca secunda modernă (= oră / 60 × 60). Ceasurile solare și ceasurile de apă au fost printre cele mai vechi dispozitive de cronometrare, iar unitățile de timp au fost măsurate în grade de arc. Au fost utilizate și unități conceptuale de timp mai mici decât realizabile pe cadrele solare.
Există referiri la „al doilea” ca parte a unei luni lunare în scrierile filozofilor naturali din Evul Mediu, care erau subdiviziuni matematice care ar putea nu se măsoară mecanic.
Fracțiunea solar dayEdit
Cele mai vechi ceasuri mecanice care au apărut începând cu secolul al XIV-lea au avut afișaje care împărțeau ora în jumătăți, treimi, sferturi și uneori chiar 12 părți, dar niciodată la 60. De fapt, ora nu a fost împărțită în mod obișnuit în 60 de minute, deoarece nu a fost uniformă ca durată. Nu a fost practic pentru cronometrii să ia în considerare minutele până când primele ceasuri mecanice care afișau minute au apărut aproape de sfârșitul secolului al XVI-lea. Ceasurile mecanice păstrau timpul mediu, spre deosebire de timpul aparent afișat de cadranele solare. În acel moment, diviziunile sexagesimale ale timpului erau bine stabilite în Europa.
Cele mai vechi ceasuri care afișau secunde au apărut în ultima jumătate a secolului al XVI-lea. Al doilea a devenit corect măsurabil odată cu dezvoltarea ceasurilor mecanice. Cel mai vechi ceas de primăvară cu o mână secundară care a marcat secunde este un ceas nesemnat care îl înfățișează pe Orfeu din colecția Fremersdorf, datat între 1560 și 1570.:417–418 În timpul celui de-al treilea sfert al secolului al XVI-lea, Taqi al-Din a construit un ceas în 1579, Jost Bürgi i-a construit lui William de Hesse un ceas care să marcheze secunde.105 În 1581, Tycho Brahe a reproiectat ceasurile care afișaseră doar câteva minute la observatorul său, așa că au afișat și secunde, chiar dacă acestea secunde nu au fost exacte. În 1587, Tycho s-a plâns că cele patru ceasuri ale sale nu erau de acord cu plus sau minus patru secunde.104
În 1656, omul de știință olandez Christiaan Huygens a inventat primul ceas cu pendul. Avea o lungime a pendulului de puțin sub un metru care îi dădea o oscilare de o secundă și o scăpare care bifa în fiecare secundă. Era primul ceas care putea păstra cu precizie timpul în câteva secunde. Până în anii 1730, 80 de ani mai târziu, cronometrele maritime ale lui John Harrison puteau menține timpul exact într-o secundă în 100 de zile. -miligram-al doilea sistem de unități. Asociația britanică pentru avansarea științei (BAAS) din 1862 a declarat că „Toți oamenii științei sunt de acord să folosească al doilea din timpul solar mediu ca unitate de timp.” BAAS a propus formal CGS în 1874, deși acest sistem a fost înlocuit treptat în următorii 70 de ani de unități MKS. Atât sistemele CGS, cât și sistemele MKS au folosit aceeași secundă ca unitatea lor de bază de timp. MKS a fost adoptat pe plan internațional în anii 1940, definind al doilea ca fiind 1 ⁄86.400 dintr-o zi solară medie.
Fracțiunea unui an de efemerideEdit
Ceva timp la sfârșitul anilor 1940, ceasurile oscilatoare cu cristale de cuarț cu o frecvență de operare de ~ 100 kHz avansată pentru a menține timpul cu o precizie mai bună de 1 parte în 108 pe o operă perioada unei zile. A devenit evident că un consens al unor astfel de ceasuri păstra un timp mai bun decât rotația Pământului. De asemenea, metrologii știau că orbita Pământului în jurul Soarelui (un an) era mult mai stabilă decât rotația Pământului. Acest lucru a condus la propuneri încă din 1950 pentru a o defini pe a doua ca pe o fracțiune de an.
Mișcarea Pământului a fost descrisă în Tabelele Soarelui de la Newcomb (1895), care a furnizat o formulă pentru estimarea mișcării Soarelui în raport cu epoca 1900 pe baza observațiilor astronomice făcute între 1750 și 1892. Aceasta a dus la adoptarea unei scări de timp efemeridă exprimată în unități ale anului sideral la acea epocă de către IAU în 1952. Această scară de timp extrapolată aduce pozițiile observate ale corpurilor cerești în acord cu teoriile dinamice newtoniene ale mișcării lor. În 1955, anul tropical, considerat mai fundamental decât anul sideral, a fost ales de IAU ca unitate de timp. Anul tropical din definiție nu a fost măsurat, ci calculat dintr-o formulă care descrie un an tropical mediu care a scăzut liniar în timp.
În 1956, al doilea a fost redefinit în termeni de an în raport cu epoca respectivă. Al doilea a fost astfel definit ca „fracțiunea 1⁄31.556.925,9747 din anul tropical pentru 1900 ianuarie 0 la 12 ore timp de efemeridă”. Această definiție a fost adoptată ca parte a Sistemului Internațional de Unități în 1960.
Second Atdit „Atomic”
Dar chiar și cele mai bune ceasuri mecanice, electrice cu motor și cuarț pe bază de cristal dezvoltă discrepanțe de la conditii de mediu. Mult mai bine pentru cronometrarea este „vibrația” naturală și exactă a unui atom energizat. Frecvența vibrațiilor (adică radiația) este foarte specifică în funcție de tipul de atom și de modul în care este excitat. Din 1967, al doilea a fost definit ca exact „durata a 9192.631.770 perioade ale radiației corespunzătoare tranziției dintre cele două niveluri hiperfine ale stării fundamentale a atomului de cesiu-133” (la o temperatură de 0 K). Această lungime a unei secunde a fost selectată pentru a corespunde exact lungimii efemeridei definite anterior. Ceasurile atomice folosesc o astfel de frecvență pentru a măsura secunde numărând cicluri pe secundă la acea frecvență. Radiațiile de acest fel sunt unul dintre cele mai stabile și reproductibile fenomene ale naturii. Generația actuală de ceasuri atomice este precisă într-o secundă în câteva sute de milioane de ani.
Ceasurile atomice stabilesc acum lungimea unei secunde și standardul de timp pentru lume.