Atomuhr – genaue Uhrzeit in Deutschland
Die Atomuhr bietet seit vielen Jahren die exakte Uhrzeit mit genauen Sekunden und läuft stabil.
Stellen Sie Ihre Uhren nach der Atomuhr der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt, denn eine aktuelle Uhrzeit sorgt für Pünktlichkeit zum vereinbarten Zeitpunkt.
Die Atomuhr Online zeigt die aktuelle Uhrzeit
Wer die genaue Uhrzeit in Deutschland sucht und sich fragt: Wie spät ist es jetzt? Hat es gar nicht so einfach. Zwar genügt ein Blick auf die Armbanduhr oder eine Wanduhr, um Tag, Stunde, Minute und Sekunden zu erkennen, die exakte Uhrzeit jedoch ist hiermit nur selten zu bestimmen. Dies ist lediglich mit einer Atomuhr möglich, die als so genannte Primäruhr die exakteste Zeit (die internationale Atomzeit TAI) anzeigt.
Mit Atomuhren die genaue Uhrzeit exakt bestimmen
(c) Les Cunliffe – Fotolia.com
In vielen Bereichen, etwa in der Wissenschaft, ist es wichtig, die Uhrzeit genau zu bestimmen. Viele Armbanduhren jedoch weisen Abweichungen von etwa einer Sekunde am Tag auf. Die Atomuhr jedoch, die aufgrund ihrer exakten Zeitbestimmung auch primäre Uhr genannt wird, weist nahezu keine Abweichung mehr auf. In 1 Million Jahren weicht sie von der tatsächlichen Uhrzeit nur noch rund eine Sekunde ab. Somit können Atomuhren als Richtuhren für alle Uhren dieser Erde genutzt werden. Somit greifen sowohl Funkuhren wie auch die Uhren in industriellen Steuereinheiten und sogar die Zeitdarstellung im Fernsehen auf diese Zeit zurück.
Wie funktioniert eine Atomuhr?
Grundsätzlich entspricht der Aufbau einer Atomuhr dem Aufbau einer klassischen Uhr und besitzt somit sowohl einen Taktgeber wie auch ein Zählwerk. Um eine genaue Zeitangabe zu erreichen, müssen diese jedoch sehr konstant schwingen. Bei Räderuhren werden hierfür Pendel eingesetzt, bei Quarzuhren hingegen tritt das Schwingquarz als Geber für den Takt auf. In Atomuhren hingegen wird auf derartige Einbauten verzichtet. Hier sorgen Cäsium-Atome für einen gleichmäßigen Takt.
Durch ihre besondere Eigenschaft, beim Übergang von einem zum anderen Energiezustand elektromagnetische Wellen zu erzeugen, sind sie hierfür bestens geeignet. Wird eine bestimmte Frequenz erreicht, nehmen die Atome sehr viel Energie auf und geben diese schließlich in die andere Richtung wieder ab. Ein Zähler misst, bei welcher Frequenz die meisten Teilchen den jeweiligen Zustand wechseln, um die Dauer einer Sekunde zu ermitteln. Mit dieser Resonanz ist es möglich, die Frequenz extrem stabil zu halten. Weicht diese einmal ab, ist eine sofortige Anpassung vorzunehmen, um dies zu korrigieren.
Die Funktionsweise der Atomuhr
- Cäsium-Atome als Taktgeber
- Bestrahlung der Atome mit Mikrowellen
- Änderung des Energiezustandes
- Messung, bei der Frequenz wo der größte Teil der Atome ihren Zustand ändern
Geschichtliche Grundlagen
Die Geschichte der ersten Atomuhr reicht ins Jahr 1945. Zum damaligen Zeitpunkt erforschte der US-Physiker Isidor Rabi das Magnetresonanzverfahren und regte daraufhin den Bau einer Uhr an. Bereits 1949 wurde schließlich eine solche Uhr vorgestellt. Als Quelle für den Schwingungsgeber wurden damals Ammoniak-Moleküle genutzt, die jedoch die gewünschte Genauigkeit nicht erreichten. 1952 kamen daher erstmals Cäsium-Atome zum Einsatz.
Die erste Uhr, die hiermit gebaut wurde, erhielt den Namen NBS-1. 1955 ist die bis dahin genaueste Uhr hergestellt worden. Als primäre Uhren definierten sie auch erstmals auf der ganzen Welt die Zeitdauer von einer Sekunde. Sie wird seither Atomsekunde benannt und stellt die Grundlage der Atomzeit dar. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig nahm 1969 die Cäsium-Atomuhr CS1 in Betrieb, die seit 1978 die gesetzliche Zeitbestimmung innehatte. Seit 1991 übernimmt diese Aufgabe die neue Cäsium-Atomuhr CS2, die auch allen Funkuhren sowie dem Internet die Uhrzeit übermittelt.
Die Geschichte der Atomuhren zur genauen Zeitmessung
- 1945: Anregung zum Bau einer exakten Uhr
- 1949: Vorstellung einer Uhr mit Ammoniak-Molekühl
- 1952: Weiterentwicklung auf Basis von Cäsium-Atomen
- 1955: Bekanntmachung der genauesten Uhr und Definition von einer Sekunde
- 1969: Inbetriebnahme der CS1 Atomuhr in Braunschweig
- 1985: Einführung der neuen CS2 Atomuhr
- 1991: Die CS2-Atomuhr ist seither für die gesetzliche Bestimmung der Zeit verantwortlich
Die aktuelle Zeit der Atomuhr nutzen
In vielen Situationen ist es wichtig, die Uhrzeit zu kennen. Auch wenn es oftmals im Leben nicht auf eine Minute ankommt, ist es doch interessant zu wissen, welche Uhrzeit es denn ganz genau in Berlin oder Weltweit ist. Findet die genaue Zeit heute mit leichter Differenz im Internet. Die Seiten gleichen ihre Zeit mehrmals täglich mit der Atomzeit ab, um eine eventuelle Abweichung schnell synchronisiert zu bekommen. Auch moderne Funkuhren greifen mittlerweile automatisch auf diese Uhrzeiten zurück. Hierzu wird die exakte Zeit über einen Langwellensender ausgestrahlt. In Deutschland ist diese Art der Bestimmung der Zeit auf 77,5 Kiloherz abrufbar.
Diese Uhren sind mit einem Geradeausempfänger ausgestattet und nutzen die Möglichkeit, dieses Signal zu empfangen. Im Anschluss stellen sich diese Uhren immer wieder neu und korrigieren vorhandene Differenzen von allein. Standuhren, die über eine dauerhafte Stromzufuhr verfügen, gleichen üblicher Weise jede Stunde mit der Atomzeit ab. Bei Armbanduhren mit einer Knopfzellenbatterie wird die Korrektur alle zwei bis vier Stunden vorgenommen. So wird eine immer exaktere Zeit erreicht, die jeder Mensch im Alltag für sich nutzt.