设为首页  |  加入收藏
集锦
集锦
当前位置:首页 > 集锦

【第263讲】叶军《这世界有光,它能告诉我们时间》内容精粹

发布者: 网站管理员   发布时间: 2015-11-16

让这世界有光,它能告诉我们时间

                            叶叶军
2015年1102

[主讲人简介]

叶军,浙江绍兴人,教授,博士,美国国家科学院院士,美籍华裔物理学家。1985-1989年就读于上海交通大学物理系,获得物理学学士学位,1997年于美国科罗拉多大学获得物理学博士学位。1999年起执教于科罗拉多大学物理系,2009年任正教授。美国著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者约翰霍尔的学生,于2008年约翰霍尔退休后接管了他在科罗拉多大学的实验室。美国光学学会会士(OSA fellow),美国物理学会会士(APS fellow)。2011年当选为美国国家科学院院士,上海交通大学与华东师范大学客座教授。

 

 

[核心内容]

实际上,在钟以前,天文学就给我们提供了很好的时间上的定义。地球自转会形成白天和黑夜,所以古代的人发明了日冕。它根据太阳在地球上的投影告诉人类时间,但是这并不是很准。因为地球在转动的过程当中,近日点和远日点的距离不一样,速度也不一样,所以时间就会有区别。这就是为什么我们要去研究平面测量,按照天文学来定义时间。而且地球自转在慢慢地减慢,大概一百年就会慢一毫秒。所以用地球自转来定义时间显然是不够科学的。

量子力学出来以后有一个深刻的变化,就是用原子测量时间要比人工更加准确。量子力学提出一个原子的模型,原子里电子绕着原子核旋转。电子绕着原子核旋转的过程中有电子轨道,电子会在电子轨道中跃迁,电子轨道的能级结构是规定好的,然后电子在两个能级轨道之间跃迁的时候频率是规定好的。如果了解这一点就会想如果用原子做单摆的话,电子在原子核附近运动相当于是一个单摆,因为这是周期运动。电子的运动要比单摆的运动快得多,但是频率是永远不变的。而原子在宇宙中已经存在150亿年了,它的时间要比现在人工造得准。所以用量子科学的原子里面的单摆来做原子钟,就是这个道理。

做原子钟的时候,原子是飞来飞去的,每个原子的速度都不一样,那么就要想到爱因斯坦的相对论。既然原子的时间是相对的,我们怎么样来解决这个问题?这就要提到激光冷却原子方法。这是一个容器,里面的原子在走来走去,一秒钟飞几百米,走的速度非常快。然后从六个不同角度打六次激光,可以把原子全部定下来。而且我们可以把这个原子变得非常冷,宇宙里面最冷的地方就在这个真空腔里。0℃是室温的90%,冷原子是室温10-9。所以说要使做原子钟的技术一步一步往前走,是需要科学技术永远地往前走,而且是最前沿的科学技术。

 

 

[经典语录]

不光要有书本上的知识,你永远要相信自己的双手能够创造出比别人更好的东西。要有想法和创造力,有实干的精神,能够坚持下去。最重要的一点是一定要乐观,一定要坚信自己能够把这件事情做好。

 

 

 

 

 

版权所有:绍兴文理学院 风则江大讲堂
您是本网站的第242968位访问者  技术支持:海马科技