Cesium on alkuaineiden jaksollisen järjestelmän 55. alkuaine. Cesium on atomikellojen standardi,ja se itse asiassa antaa määritelmän toiselle! Joitakin sen ominaisuuksia on lueteltu alla:
| atomipaino | 132.90545196 |
| tiheys (20°C: ssa) | 1,9 g / cm3 |
| Kiehumispiste | 944 K |
| sulamispiste | 301.59 K |
cesiumin määritelmä meidän aikayksikkömme
meidän yleisin aikayksikkömme, toinen, määriteltiin alun perin maan pyörimisen perusteella; maapallo pyörii akselinsa ympäri kerran päivässä, ja toinen on määritelty 1/86,400 of a (keskimääräinen aurinko) päivä. Sen lisäksi, että on olemassa erilaisia määritelmiä siitä, mitä ”päivä” on, maapallon pyörimisen käyttäminen ajan määritelmänä ei ole käytännöllistä, koska sen pyörimistiheydessä on epäsäännöllisyyksiä.
nykyisin toisen määritelmänä käytetään Cesium-133: A sen lähettämien mikroaaltojen luotettavan taajuuden vuoksi. Määritelmä on:
toinen on säteilyn 9 192 631 770 jakson kesto, joka vastaa siirtymää cesium-133-atomin maatilan kahden hyperfiinitason välillä.
yksinkertaisemmin sanottuna säteilyenergia eli valo mikroaaltojen muodossa säteilee hyvin tarkalla taajuudella tästä nimenomaisesta atomisiirtymästä. Tämän sähkömagneettisen aallon täsmälleen 9.192.631.770 jaksoa (tai sykliä), minkä jälkeen toisen sanotaan menneen ohi.
huomaa, että tämä frekvenssi tapahtuu, kun Cesium-133-atomi on eristyksissä absoluuttisessa nollalämpötilassa; todellisuudessa tähän tarvitaan korjauksia. Silti cesiumia käyttävät atomikellot pitävät ajan 2-3 osan tarkkuudella vuonna 1014: tämä merkitsee sitä, että se voi menettää vain sekunnin kerran 1,4 miljoonassa vuodessa!
jos haluat lisätietoja cesiumkellojen tieteestä, käy Hyperfysiikassa.
Sovellukset
erittäin tarkoille kelloille on monia välittömästi käytännöllisiä käyttötarkoituksia. Ehkä tärkein on maapallon Global Positioning System (GPS), joka vaatii atomikelloja, jotta etäisyydet voidaan mitata tarkasti. Ne tarjoavat luotettavan aikaviitearvon myös tieteellisissä tutkimussovelluksissa, kuten pulsarien taajuuksien vaihtelujen mittaamisessa. Cesiumkellot ovat tarjonneet myös yleisen suhteellisuusteorian testaamiseen tarvittavan tarkkuuden, sillä satelliitissa korkealla maanpinnan yläpuolella toimiva atomikello tikittää nopeammin kuin maassa toimiva.
Video
alla oleva video on Nottinghamin yliopiston periodic videos-projektista. He ovat luoneet täydellisen sarjan lyhyitä videoita jokaisesta alkuaineesta alkuaineiden jaksollisessa järjestelmässä.
- sisäisesti Energiakasvatustiimin jäsen, joka on saanut tietoa sen Elementaalista (Jefferson Lab), saatavilla: https://education.jlab.org/itselemental/ele055.html
- Jefferson Lab, alkuaine Cesium, saatavilla: https://education.jlab.org/itselemental/ele055.html
- 3.0 3.1 3.2 Bureau International des Poids et Mesures (Bipm). ”Unit of time (second)”, SI esite, Sec. 2.1.1.3 , saatavilla: https://www.bipm.org/en/publications/si-brochure/second.html
- United States Naval Observatory. ”Cesium Atoms At Work”, Time Service Department, saatavilla: http://tycho.usno.navy.mil/cesium.html
- Hyperfysiikkaa. ”Atomikellot”, saatavilla: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/acloc.html
- Katso lisää Nottinghamin yliopiston videoita eri elementeistä täältä: http://www.periodicvideos.com/