`    原子钟的精密主要因为它与秒的定义密切相关。要想准确测量时间，必须先精确地定义时间的单位，我们常识中的年、天、小时的概念已无法满足人类科技的要求。科学家在研究发现，原子从一种能量状态到另一种能量状态所发射出的电磁波频率异常稳定。因此，1967年第13届国际计量大会将秒按原子标准重新定义为：地面状态的铯?33原子对应与两个超精细能级跃迁9192631770个辐射周期的持续时间。
　　科学家根据这一标准设计了精密的原子种。它的原理是让一束原子进入单向磁场使某一能极的原子偏转进入高频磁场发生共振吸收，再通过一系列电子电路控制或校准一个石英钟来达到精密计时的目的。这种时钟可以精确到每天1×10^-13秒，也就是每30万年差1秒。因此，原子钟一直被用来测定标准时间。我们每天从电视或收音机中收到的报时就是通过原子钟得到的。

      新型的原子钟体积同一粒米差不多大小，准确度为126年每秒（经过126年时间才会相差一秒），可以用在计算机芯片以及商用手持设备中，比如收音机，GPS系统以及蜂窝电话等等。

铯原子钟又被人们形象的称作“喷泉钟”，因为铯原子钟的工作过程是铯原子象喷泉一样的“升降”。这一运动使得频率的计算更加精确。图1详细的描绘了铯原子钟工作的整个过程。这个过程可以分割为四个阶段：
　　第一阶段：
　　由铯原子组成的气体，被引入到时钟的真空室中，用6束相互垂直的红外线激光（黄线）照射铯原子气，使之相互靠近而呈球状，同时激光减慢了原子的运动速度并将其冷却到接近绝对零度。

　　第二阶段：
　　两束垂直的激光轻轻地将这个铯原子气球向上举起，形成“喷泉”式的运动，然后关闭所有的激光器。这个很小的推力将使铯原子气球向上举起约1m高，穿过一个充满微波的微波腔，这时铯原子从微波中吸收了足够能量。铯原子气被引入到真空室中后，气体的温度降低，接近于绝对零度，并且呈现圆球状气体云。   2束激光将“气球”推向上方   在重力的作用下，气球开始向下坠落，并再次穿过微波腔。同时微波部分地改变了铯原子的原子状态。  

　　第三阶段：
　　在地心引力的作用下，铯原子气球开始向下落，再次穿过微波腔，并将所吸收的能量全部释放出来。当在微波腔中发生状态改变的铯原子与激光束再次发生作用时就会放射出光能。同时，一个探测器（右）对这一荧光柱进行测量。整个过程被多次重复，直到达到出现最大数目的铯原子荧光柱。这一点定义了用来确定秒的铯原子的天然共振频率。

　　第四阶段：
　　在微波腔的出口处，另一束激光射向铯原子气，探测器将对辐射出的荧光的强度进行测量。
　　上述过程将多次重复进行，而每一次微波腔中的频率都不相同。由此可以得到一个确定频率的微波，使大部分铯原子的能量状态发生相应改变。这个频率就是铯原子的天然共振频率，或确定秒长的频率。

1、这个原子钟据说是世界上最小的仪表之一，一般用在人造卫星上做时间定位系统。Block II 和Block IIA 卫星一般都准备两个以铯和铷为元素的原子钟。



2、用于出租的DIY原子钟
你不敢相信吧，图中这个是一个业余爱好者自制的桶状的原子钟，规格参数都符合标准。在价格和尺寸上这个可爱的东西都是很占比例的。







3、Greenwich Time Service。这个原子钟通过无线电波转接到另一个仪表上，作为英国广播公司（BBC）时间校对信号装备。1970年安装在了世界一流的格林威治天文台作为时间测量仪器。




4、NIST-F1，美国的标准原子钟称为NIST-F1，三千万年才会误差一秒种。但是NIST-F1原子钟体积较大，要占地3.7立方米，耗电功率达500瓦。




5、NBS-4，美国国家标准局的科学家们研制成功了一个性能非常稳定的原子钟NBS-4，它运行200,000年只有1秒钟的误差。




7、这个原子钟以袽为元素，目前没有对这款仪表的相关记录，不过也是最精确的仪表之一。




10、这个1955年做的原子钟同样是最精确仪表之一，每300年才误差一秒，现在还有能够精确到2千万年误差一秒的原子钟。




11、图中是第一个铯元素为主的原子钟，这个蒸汽机上的仪器建立于1953年，它的时间测量不算太精确，使用方法也比较保守。




12、这个庞然大物是最早期的原子钟之一，现代人都是依照这个原子钟为模型做出高密度的仪器。