Wat zorgt ervoor dat een seconde overal ter wereld exact even lang duurt?

Astrid, 33 jaar
6 april 2013

Hoe heeft men het tijdsinterval van 1 seconde (dus ook 1 minuut, uur...) bepaald? Hoe kan het dat die overal ter wereld exact even lang duurt? Als je een horloge maakt, waar haal je dan die referentie om 1 seconde juist zo lang te laten duren?

Antwoord

Je vraag grijpt terug naar wat de exacte definitie is van de eenheid voor tijd. Op dezelfde manier kan je ook je vraag stellen naar de eenheid voor lengte, massa, enzovoort.

Oorspronkelijk werden definities geformuleerd die vastgelegd werden aan de hand van een prototype. Zo is de seconde vroeger gedefinieerd als het 86400ste deel van een gemiddelde daglengte. Inderdaad, er zijn 24 uren in een dag gemiddeld wat aanleiding geeft tot 24*60*60 seconden. Het prototype was de gemiddelde dag die 24 uren telt. De kilogram is een ander voorbeeld waarvan het prototype een platina-irridium legering is waarvan diens gewicht de kilogram is.

Deze defnities verliezen hun betekenis over de tijd omdat de omlooptijd rond de zon, of de rotatietijd van de aarde, geen constante is over de tijd. Hetzelfde geldt voor de kilogram waarbij de massa nog eens afhangt van de positie op aarde. Om deze problemen uit de weg te gaan, wensen we in het SI-stelsel van eenheden graag dat de eenheden af te leiden zijn van fysische universele constanten die bijna NOOIT over de tijd kunnen wijzigen. Op die manier is de eenheid voor eeuwig en altijd bepaald en is overal in het universum dezelfde.

De seconde wordt nu gedefinieerd aan de hand van de atoomklok. De atoomklok is gebaseerd op de trillingen van een bepaald atoom waarbij meestal cesium wordt gebruikt. De seconde is dan gerelateerd aan de frequentie van de trillingen van het cesiumatoom. Op die manier weet men dat deze frequentie zo stabiel is dat de afgeleide eenheid seconde nauwkeurig is tot op 15 decimalen na de komma. Anders gezegd: om een fout van 1 seconde te krijgen op de seconde, moeten we 3.17 x 10jaar wachten, wat bijna 32 miljoen jaar is.

Voor de kilogram is er nog geen consensus, maar de meeste stemmen gaan op voor een relatie met de constante van Planck. Het deel van de natuurkunde dat zich onder meer bezighoudt met eenheden, noemt men de metrologie.

Groeten,

Kurt

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2020
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen