Sekund

Rahvusvaheline teine

Rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis on sekund praegu defineeritud kui 9 192 631 770 kiirguse periood, mis vastab tseesium-133 aatomi põhiseisundi kahe hüperfiinse taseme vahelisele üleminekule. See määratlus viitab tseesiumi aatomile, mis on rahuolekus temperatuuril 0 kelvinit (-273,15 kraadi Celsiuse järgi; -459,67 kraadi Fahrenheiti järgi) (absoluutne nullpunkt). Põhiseisund on määratletud magnetvälja nullpunktis. Sel viisil määratletud sekund on samaväärne efemerisesekundiga.

Sekundi rahvusvaheline standardsümbol on s (vt ISO 31-1).

Samaväärsus teiste ajaühikutega

1 rahvusvaheline sekund on võrdne:

• 1/60 minutit (1 minut võrdub 60 sekundiga)
• 1/3,600 tundi (1 tund võrdub 3600 sekundiga)
• 1/86,400 päeva (1 päev rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis aktsepteeritud mitte-SI mõõtühikute tähenduses on võrdne 86,400 sekundiga).

Tavalisel aastal on 31 536 000 sekundit, hüppeaastal 31 622 400 sekundit ja juulia-aastal 31 557 600 sekundit.

Ajalooline päritolu

Algselt oli sekund tuntud kui "teine minut", mis tähendas tunni teist minutilist (st väikest) jaotust. Esimene jaotus oli tuntud kui "esimene minut" ja see on samaväärne meile tänapäeval tuntud minutiga. Kolmandat ja neljandat minutit kasutati mõnikord arvutustes.

Tegur 60 pärineb babüloonlastelt, kes kasutasid seksagesimaalset (baas 60) numbrite süsteemi. Kuid babüloonlased ei jaotanud oma ajaühikuid sugupoolte kaupa (välja arvatud päev). Vana-Egiptlased määratlesid tunni kas 1/12 päeva- või 1/12 ööajast, seega varieerusid mõlemad vastavalt aastaajale. Kreeka astronoomid, näiteks Hipparchos ja Ptolemaios, määratlesid tunni kui 1/24 keskmisest päikesepäevast. Selle keskmise päikesetunni sugupoolne jaotamine tegi teiseks 1/86,400 keskmisest päikesepäevast. ^[]

Kreeka ajaperioodid, näiteks keskmine sünoodiline kuu, olid tavaliselt üsna täpselt määratletud, sest need arvutati hoolikalt valitud eklipside põhjal, mis olid eraldatud sadade aastate kaupa - individuaalseid keskmisi sünoodilisi kuid ja sarnaseid ajaperioode ei saa mõõta. Sellest hoolimata muutus keskmine aeg (erinevalt päikesekellade poolt näidatud näilisest ajast) pendelkellade arenguga mõõdetavaks. Londoni Kuningliku Seltsi poolt pakuti juba 1660. aastal välja sekundi pendli pikkusühikuna. Maa pinnal ühe meetri pikkuse pendli ühe löögi või poolperioodi (üks kiikumine, mitte edasi-tagasi) kestus on ligikaudu üks sekund.

1956. aastal määratleti sekundit Maa pöörlemisperioodi ümber Päikese jaoks konkreetsel ajastul, sest selleks ajaks oli selgunud, et Maa pöörlemine oma telje ümber ei ole piisavalt ühtlane aja mõõtmise standard. Maa liikumist kirjeldati Newcombi tabelites "Päikese liikumine", milles on esitatud valem Päikese liikumise kohta epohhis 1900, mis põhineb aastatel 1750-1892 tehtud astronoomilistel vaatlustel. Sel viisil määratletud teine on

troopilise aasta murdosa 1/31,556,925.9747 aasta 1900 jaanuar 0 12-tunnise efemerise aja järgi.

See määratlus ratifitseeriti üheteistkümnendal üldkonverentsil 1960. aastal. Määratluses sisalduvat troopilist aastat ei mõõdetud, vaid arvutati valemiga, mis kirjeldas aja jooksul lineaarselt kahanevat troopilist aastat, millest tuleneb ka kummaline viide konkreetsele hetkelisele troopilisele aastale. Kuna see sekund oli enamiku kahekümnenda sajandi jooksul Päikese ja Kuu efmeridides kasutatud sõltumatu ajamuutuja (Newcombi Päikesetabelid kasutati aastatel 1900-1983 ja Browni Kuu tabelid aastatel 1920-1983), nimetati seda efmerisekundiks (ephemerisekund).

Kui tehti aatomikellad, siis sai nende põhjal määratleda sekundit, mitte Maa pöörlemist ümber Päikese.

Pärast mitmeaastast tööd määrasid Louis Essen riiklikust füüsikalaborist (Teddington, Inglismaa) ja William Markowitz Ameerika Ühendriikide mereväeobservatooriumist (USNO) kindlaks tseesiumi aatomi hüperfiinse üleminekusageduse ja efemeersekundi vahelise seose. Kasutades WWV raadiojaama vastuvõetud signaalidel põhinevat ühisvaate mõõtmismeetodit, määrasid nad Kuu orbitaalliikumise ümber Maa, millest sai tuletada Päikese näilise liikumise aatomikellaga mõõdetud aja. Selle tulemusena määratleti 1967. aastal kolmeteistkümnendal üldkonverentsil aatomiaja sekund rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis (SI) järgmiselt.

tseesium-133 aatomi põhiseisundi kahe hüperfiinse taseme vahelisele üleminekule vastava kiirguse 9 192 631 770 perioodi kestus.

Põhiseisund on määratletud magnetvälja nullpunktis. Sel viisil määratletud sekund on samaväärne efemerisesekundiga.

Teise määratlust täpsustati hiljem BIPMi 1997. aasta koosolekul, et lisada järgmine väide

See määratlus viitab tseesiumi aatomile, mis on rahuolekus temperatuuril 0 K.

Muudetud määratlus näib viitavat sellele, et ideaalne aatomikell sisaldab üht aatomit, mis on puhkeseisundis ja kiirgab üht sagedust. Praktikas tähendab see määratlus aga seda, et sekundite kõrge täpsusega realisatsioonid peaksid kompenseerima ümbritseva temperatuuri (musta keha kiirguse) mõju, milles aatomikellad töötavad, ja ekstrapoleerima vastavalt eespool määratletud sekundi väärtusele.

Teine rollimängudes

Mõnikord kasutatakse rollimängudes sekundit väikese ajavahemiku või ühe lahinguvooru tähistamiseks. Seda kasutatakse standardse ajahetkena ja see ei pruugi viidata tegelikule sekundile ning võib olla lühem või pikem sõltuvalt stsenaariumist.

Trivia

• Kuni tänapäevani jagati kraadid ja tunnid järjestikku 60-ga pars minuta prima, pars minuta secunda, pars minuta tertia jne. Sellest arenesid välja tänapäevased minut ja sekund, kuid väiksemate jaotuste puhul järgime nüüd kümnendjaotust. Mõnedes keeltes on sõnaraamatutes endiselt säilinud sõna kolmandik 1/60 sekundi kohta, näiteks poola keeles (tercja) ja araabia keeles (ثالثة).

Seotud leheküljed

• Hüppesekundiline
• Suurusklassid (aeg)
• UTC
• Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem
• Hertz
• Becquerel