Sekunda

Sekunda (symbol: s) jest podstawową jednostką czasu w Układzie SI. Definiuje się ją jako czas trwania 9 192 631 770 okresów promieniowania przejścia między dwoma poziomami hiperfinowymi stanu podstawowego atomu cezu (¹³³Cs). Dzięki tej definicji sekunda jest jednostką stałą i reprodukowalną w warunkach laboratoryjnych.

Historia

Początkowo sekunda była definiowana jako część średniego słonecznego dnia. W 1790 roku francuska Komisja Miar przyjęła podział dnia na 86 400 równych części – dni podzielone na 24 godziny po 60 minut po 60 sekund. W 1967 roku, po rozwoju technologii atomowych, Międzynarodowa Konferencja Miar (CGPM) przyjęła obecną definicję opartą na przejściu cezu‑133.

Definicja techniczna

Jedna sekunda jest równa trwaniu 9 192 631 770 okresów promieniowania o częstotliwości 9 192 631 770 Hz, emitowanego przy przejściu między dwoma poziomami hiperfinowymi stanu podstawowego atomu cezu‑133. Ta definicja zapewnia dokładność pomiaru sięgającą 10⁻¹⁵ sekundy.

Jednostki powiązane

• 1 minuta = 60 sekund (minuta)
• 1 godzina = 3 600 sekund (godzina)
• 1 dzień = 86 400 sekund (dzień)
• 1 tydzień = 604 800 sekund (tydzień)
• 1 rok (średni) ≈ 31 557 600 sekund (rok)

Zastosowania

Sekunda jest wykorzystywana we wszystkich dziedzinach wymagających precyzyjnego pomiaru czasu:

• Systemy nawigacji satelitarnej (GPS)
• Synchronizacja sieci telekomunikacyjnych i komputerowych (czas uniksowy)
• Badania naukowe, w tym fizyka cząstek i astronomia (astronomia)
• Standaryzacja jednostek w metrologii

Metody pomiaru

W praktyce sekunda jest określana przy użyciu:

1. Zegar atomowy – najdokładniejszy dostępny zegar, oparty na przejściach atomowych (ces, rubid, wodór).
2. Zegary kwarcowe – wykorzystywane w urządzeniach konsumenckich, zapewniają dokładność rzędu 10⁻⁶.
3. Zegary wibracyjne – stosowane w laboratoriach do kalibracji innych przyrządów.

Różnice w definicjach historycznych

Okres	Definicja sekundy	Dokładność
Antyk	Część średniego słonecznego dnia (1/86 400 dnia)	~±0,5 s
XVIII – XIX w.	Definicja astronomiczna oparta na obserwacjach gwiazd	~±0,01 s
1960‑1967	Obrót Ziemi (średni dzień słoneczny)	~±0,001 s
od 1967	Przejście hiperfinowe cezu‑133	≈ 10⁻¹⁵ s

Powiązane pojęcia

Więcej informacji można znaleźć w następujących artykułach:

• Układ SI
• Jednostka miary
• Czas
• Metrologia
• Zegar atomowy

Źródła i dalsza lektura

Definicje i wytyczne dotyczące sekundy są publikowane w dokumentach CGPM, BIPM oraz w normach ISO 8601. Szczegółowe opracowania dostępne są w podręcznikach z zakresu fizyki i metrologii.