谁知道一秒钟是怎么定义的？

“米”的确定与演变

顾达天

国际单位制的长度单位“米”起源于法国。1790年5月由法国科学家组成的特别委员会，建议以通过巴黎的地球子午线全长的四千万分之一作为长度单位——米，1791年获法国国会批准。为了制造出表征米的量值的基准器，在法国天文学家捷梁布尔和密伸的领导下，于1792～1799年，对法国敦克尔克至西班牙的巴塞罗那进行了测量。1799年根据测量结果制成一根3．5毫米×25毫米短形截面的铂杆，以此杆两端之间的距离定为1米，并交法国档案局保管，所以也称为“档案米”。这就是最早的米定义。

由于档案米的变形情况严重，于是，1872年放弃了“档案米”的米定义，而以铂依合金（90％的铂和10％的铱）制造的米原器作为长度的单位。米原器是根据“档案米”的长度制造的，当时共制出了31只，截面近似呈X形，把档案米的长度以两条宽度为6～8微米的刻线刻在尺子的凹槽（中性面）上。1889年在第一次国际计量大会上，把经国际计量局鉴定的第6号米原器（31只米原器中在0℃时最接近档案米的长度的一只）选作国际米原器，并作为世界上最有权威的长度基准器保存在巴黎国际计量局的地下室中，其余的尺子作为副尺分发给与会各国。规定在周围空气温度为0℃时，米原器两端中间刻线之间的距离为1米。1927年第七届国际计量大会又对米定义作了严格的规定，除温度要求外，还提出了米原器须保存在1标准大气压下，并对其放置方法作出了具体规定。

但是使用米原器作为米的客观标准也存在很多缺点，如材料变形；测量精度不高（只能达0．1μm）。很难满足计量学和其他精密测量的需要。另外，万一米原器损坏，复制将无所依据，特别是复制品很难保证与原器完全一致，给各国使用带来了困难。因此，采用自然量值作为单位基准器的设想一直为人们所向往。20世纪50年代，随着同位素光谱光源的发展。发现了宽度很窄的氪－86同位素谱线，加上干涉技术的成功，人们终于找到了一种不易毁坏的自然标准，即以光波波长作为长度单位的自然基准。

1960年第十一届国际计量大会对米的定义作了如下更改：“米的长度等于氪－86原子的2P10和5d1能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763．73倍”。这一自然基准，性能稳定，没有变形问题，容易复现，而且具有很高的复现精度。我国于1963年也建立了氪－86同位素长度基准。米的定义更改后，国际米原器仍按原规定保存在国际计量局。

随着科学技术的进步，70年代以来，对时间和光速的测定，都达到了很高的精确度。因此，1983年10月在巴黎召开的第十七届国际计量大会上又通过了米的新定义：“米是1／299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度”。这样，基于光谱线波长的米的定义就被新的米定义所替代了。

秒定义：

古代天文学家及物理学家以日圭、日晷、水钟、单摆，利用观测日影的变化或水位的变化来计时。随着科技进步，近代科学家发明单摆钟及石英振荡器，利用单摆或石英晶体的振荡周期来计时。但上述计时方式易受环境、温度、材质、电磁场甚至观测者观测角度等影响，稳定度不佳，须由天体（地球自转、公转、月球公转）周期来校正。

1960年以前，CIPM（国际计量大会）以地球自转为基础，定义以平均太阳日之86400分之一作为秒定义。即1 Second = 1/86400 Mean Solar day其稳定度在10-8左右。

1960~1967年CIPM改以地球公转为基础，定义西元1900年为平均太阳年。秒定义更改为：一秒为平均太阳年之31556925.9747分之一。1 Sec = 1/31556925.9747 Solar Year at 1900稳定度约为10-9。

二十世世纪中叶，由于量子力学的发展，发展了诸如光谱超精细结构、镁射及雷射、光磁共振（Optical Pumping）、分子束磁共振、分离震荡场等实验及研究，使量子频率标准取代以天体运动为标准之天体时而成为计时标准。1967年，CIPM定义秒是铯133原子（Cs133）基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9,192,631,770个周期所持续的时间。此秒定义一直维持至今。

秒定义可以以铯原子频率标准器来实现，其稳定度依据各标准器的制造方法、维护环境的不同而不同。一般商用的铯频率标准器HP-5071稳定度约在10-12左右，法国LPTF实验室以绝对温标10-6度的铯原子喷泉制成的原子钟，稳定度约在10-16左右。

由于原子频率标准的稳定度远较天体为佳，BIPM（国际计量局）定义了下列时标（Time Scale）。

米，又名公尺，是国际单位制长度单位，符号 m。旧译为“米突”，简称为“米”。

科学定义
由1983年开始，“1米”被定义为平面电磁波(光)在1/299792458秒的持续时间内在真空中传播行程的长度。而在1960年所订定的标准，即氪的橙红射线的波长则作为参考标准。

“1米”最初的标准为本初子午线长度的二千万分之一。也就是由南极或北极到赤道距离的一千万分之一。但由于后来发现地球不是正球体，所以“1米”的定义改为某一合金制的金属尺的标准长度。后来激光普及化，“米”的定义改为以光波的波长倍数作标准。但由于测不准定理的缘故，我们没有可能同时得出长度和时间的精确量度。所以，在1983年，国际度量衡组织改以光速为长度标准的定义，将光速定为299,792,458米/秒（准确）。

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秒的定义

(摘自http://www.time.ac.cn/time/norm.htm) 1963年13届国际计量大会决定：铯原子Cs133基态的两个超精细能级间跃迁辐射震荡9192631770周所持续的时间为1秒。此定义一直延用至今。

在1967年召开的国际计量大会上，一秒钟已不再只是钟摆的一次摇摆，或是石英钟秒针的一次转动，而是铯原子的9192631770次固有微波振荡频率。大会把一秒钟定义为铯原子的这些振荡次数，这个标准一直沿用至今。