Teine (sümbol: s), mõnikord lühendatult sec. on ajaühiku nimetus. See on üks seitsmest SI-baasühikust. See tähendab, et sekundit kasutatakse paljude teiste ühikute aluste loomiseks (nt kiirus on SI-ühikutes meeter sekundis). Üks sekund on ametlikult mõõdetud kui aeg, mis kulub 9 192 631 770 kiirgustsüklile, mis pärineb tseesium-133 aatomi kahe energiataseme vahel liikuvatest elektronidest.

Sekund ei ole ainus ajaühik. Muud ajaühikud on minutid, tunnid, päevad, nädalad, kuud ja aastad. Ühes minutis on 60 sekundit, ühes tunnis 60 minutit (ehk 3600 sekundit) ja ühes päevas 24 tundi (86 400 sekundit). Välja arvatud sekund, ei loeta kõiki teisi ajaühikuid SI-ühikuteks.

Metrilisi eesliiteid kombineeritakse sageli sõnaga sekund, et tähistada sekundi alajaotusi, nt millisekund (üks tuhandik sekundist) ja nanosekund (üks miljardik sekundist). Kuigi SI-eelsõnu võib kasutada ka sekundi kordajate moodustamiseks (näiteks "kilosekund" või tuhat sekundit), kasutatakse selliseid ühikuid praktikas harva. Enamasti kasutatakse SI-süsteemiväliseid ajaühikuid, nagu minut, tund ja päev, mis suurenevad 60 ja 24 kordajatega (mitte kümnendipotentsiaalidega nagu SI-süsteemis).

Mõõtmine ja praegune definitsioon

Alates 1967. aastast on sekundi ametlik definitsioon seotud tseesium-133 atomi ergastuse kiirgusega: üks sekund on aeg, mille jooksul toimub 9 192 631 770 õigeaegset kiirgustsüklit selle konkreetse ülemineku juures. See definitsioon teeb sekundist äärmiselt stabiilse ja universaalse mõõtühiku — selle realiseerivad kaasaegsed atomkellad, eriti tseesiumiaatomikellad (fountain clocks) ja veelgi täpsemad optilised kellad.

Ajalooline taust

Enne tseesiumi‑definitsiooni tuginesid ajaühikud Maa pöörlemisele ja Maa orbiidile: päev ja aasta. 20. sajandi keskel viidi sisse eforerbumiline (ephemeris) sekund (põhines Maa orbiidil), et vähendada pöörlemise kõikumiste mõju. 1967. aastal võeti vastu praegune atomiline definitsioon, kuna see on kordsem ja mõõdetav sõltumatult Maa liikumisest.

Praktilised teisendused ja näited

  • 1 minut = 60 sekundit
  • 1 tund = 60 minutit = 3 600 sekundit
  • 1 päev = 24 tundi = 86 400 sekundit
  • 1 nädal = 7 päeva = 604 800 sekundit
  • Julik aasta (astronoomiline, 365,25 päeva) ≈ 31 557 600 sekundit; kalendriaasta pikkus varieerub
  • SI‑eesliited: millisekund (ms) = 10⁻³ s, mikrosekund (µs) = 10⁻⁶ s, nanosekund (ns) = 10⁻⁹ s, pikosekund (ps) = 10⁻¹² s
  • Harvem kasutatavad kordajad: kilosekund (ks) = 1 000 s ≈ 16,67 minutit — selliseid ühikuid kasutatakse harva praktilistes rakendustes

Näiteks valgus liigub tühjas ruumis kiirusega täpselt 299 792 458 meetrit sekundis; see tähendab, et valgus läbib ühe sekundi jooksul umbes 299 792 458 meetrit. See seos on otsene, kuna meeter on määratletud valguse kiiruse abil.

Kasutusvaldkonnad ja tuletatud ühikud

Sekund on alus paljudele füüsikalistele ja tehnilistele suurustele: sagedus (hertzi ühik, Hz = s⁻¹), nurkkiirus (rad/s), kiirus (m/s), kiirendus (m/s²) jpm. Täpne aja mõõtmine on kriitiline telekommunikatsioonis, navigeerimissüsteemides (GPS), teadusuuringutes, finantsturgudel ja võrgusünkroniseerimises.

UTC, UT1 ja hüpsekundid

Kuigi SI‑sekund on konstantselt määratletud, põhineb tavaajakontroll (UTC — Koordineeritud maailmaaeg) atomkelladel, millele aeg-ajalt lisatakse või eemaldatakse hüpsekunde (leap seconds), et hoida UTC kooskõlas Maa tegeliku pöörlemise (UT1) järgi määratletud ajaiseeruga. Hüpsekundid lisatakse tavaliselt siis, kui UT1 ja UTC erinevus läheneb 0,9 sekundile — see tähendab, et mõnikord võib päev pikeneda või lüheneda ühe sekundi võrra.

Tähtsaim kokkuvõte

  • Sekund (s) on SI‑süsteemi baasühik ajale ja selle pidev ja täpne definitsioon põhineb tseesium‑133 aatomi kiirguse sagedusel.
  • Sekund on aluseks paljudele tuletatud ühikutele ning globaalsele ajastusele (UTC), mille praktikas sünkroniseerivad atomkellad.
  • Kuigi ajamõõtühikud nagu minut, tund ja päev on laialdaselt kasutusel, ei ole need SI‑baasühikud ja nende suhted võivad olla mittedekimaalsed (60, 24 jne).