钟表是测量时间的仪器,而计时则是测量时间的过程。那么,钟表以什么为基准来计时呢?
答案是:钟表以频率为基准来计时。具体来讲,钟表的计时基准就是机械振动或电子脉冲的频率。
机械时钟的计时基准是钟摆的摆动频率。机械钟表中的摆锤通过重力作用来驱动齿轮,齿轮再驱动指针走动。那么,摆锤的摆动频率就是机械钟表的计时基准。也就是说,每个摆动周期都代表一个固定的时间单位,钟表通过记录摆动的次数来计算时间。
这种方式存在一个缺点,即摆动频率受到重力、空气阻力等因素的影响,不如电子钟表的计时稳定性高。
石英钟表是一种用石英晶体作为振荡器的钟表。石英晶体的振荡是由外界提供的电压所产生的,其振动频率非常稳定且准确,是目前世界上最为准确的时间计量基准之一。石英钟表的计时精度通常为每天几秒钟左右的误差。因此,现代电子钟表大多采用石英振荡器作为计时基准。
原子钟是一种用原子共振作为计时基准的时钟。原子钟的时间计量具有极高的精度和稳定性,误差通常在一亿分之一秒以下,是目前世界上最为精确的时间计量系统之一。
原子钟的计时基准是原子核或电子的共振频率。常见的原子钟有铷钟和氢钟,其中铷钟是工作原理最简单的原子钟,通过铷原子的原子吸收光谱线频率作为计时基准。