Vasemmalla heilahtelee messinkinen heiluri: täysi heilahdus kestää 2 s, yksi ohitus tasan sekunnin. Sen läpi kuultaa kirjain s. Oikealla cesiumatomi nousee atomisuihkulähteen putkessa ja putoaa takaisin. Joka kerta, kun se kulkee kuparisen kaviteetin läpi, se välähtää mikroaalloissa. Näytössä lukee 9 192 631 770 — niin monta värähdystä mahtuu yhteen sekuntiin. Tallennusvalo vilkkuu.
Yksikkösivu
SI-perusyksikköversio 2026-10Sekunti s
SI-perusyksikkö · suure: aika
Sekunti otettiin Maalta ja annettiin atomille
Pitkään sekunti oli osa vuorokautta: 1/86 400 Maan yhdestä kierroksesta. Sitten kävi ilmi, että Maa on huono kello. Se hidastuu vuoroveden takia, ja maanjäristykset ja ytimen virtaukset muuttavat vuorokauden pituutta millisekunneilla. Maata tasaisemmin käyvät kellot alkoivat huomata sen epätasaisen käynnin.
Vuodesta 1967 sekunnin on määrittänyt cesium-133-atomi. Sen uloin elektroni voi siirtyä kahden tason välillä, ja tätä siirtymää vastaa säteily, jonka taajuus on tasan 9 192 631 770 Hz. Sekunti on aika, jossa kuluu näin monta värähdystä. Kaikki cesiumatomit ovat samanlaisia, joten sekunti on sama jokaisessa maailman laboratoriossa.
Parhaat cesiumsuihkulähteet erehtyvät alle sekunnin 300 miljoonassa vuodessa. Muutkin yksiköt riippuvat sekunnista: metri on kiinnitetty valonnopeuden ja sekunnin kautta, kilogramma Planckin vakion, metrin ja sekunnin kautta.
Sekunnin tunnus on pieni s ilman pistettä: ”30 s”. Venäjäksi kirjoitetaan «с». Iso S on siemens, johtavuuden yksikkö. Suure aika merkitään pienellä t:llä, värähdyksen jaksonaika isolla T:llä.
Aikasekunti ja kaarisekunti ″ — 1/3600 astetta. Kellon vuorokausi ja Maan yksi kierros: Maa pyörii epätasaisesti, ja sen vuorokausi on millisekunnin tai kaksi pidempi kuin 86 400 s. Siksi atomiaikaan lisätään joskus karkaussekunti.
01 · Määritelmä
värähtelyt · laskenta · kellojen poikkeamaKaikki kellot on rakennettu samalla tavalla. Sisällä on jotain, joka toistaa yhtä liikettä tasaisin välein: heiluri, kvartsilevy, elektroni atomissa. Ja on laskuri, joka laskee toistot. Sekunti on vain sopimus siitä, kuinka monta minkä liikkeen toistoa lasketaan.
Mitä suurempi värähtelyn taajuus ja mitä vähemmän se riippuu ulkoisista oloista, sitä tarkempi kello. Heiluri heilahtaa kerran sekunnissa, ja sen jaksonaika muuttuu lämpötilan mukana, koska tanko pitenee. Kvartsi värähtelee 32 768 kertaa sekunnissa ja tuntee myös lämmön. Cesiumatomi värähtelee lähes kymmenen miljardia kertaa sekunnissa, eikä sen taajuuteen vaikuta juuri mikään.
Kellon tarkkuuden näyttää sen poikkeama — kuinka paljon se eroaa normaalista vuorokaudessa. Osuus, jolla taajuus poikkeaa oikeasta, kerrottuna 86 400 s:lla, on vuorokausipoikkeama.
Kuinka kauas kellot erkanevat
Hyllyllä on heilurikello, kvartsikello ja atomikello. Kaikki kolme asetettiin normaalin mukaan ja jätettiin sitten huoneeseen, jonka lämpötila on annettu. Heilurissa terästanko pitenee lämmöstä, ja kello jätättää. Kvartsi on tarkka 25 °C:ssa ja jätättää muissa lämpötiloissa. Atomikellolle lämpötilalla ei juuri ole väliä. Liukusäätimellä ”kuluneet päivät” siirrät aikaa eteenpäin; painike ”Vuosi” asettaa kerralla 365 päivää, ja kunkin kellon yllä näkyy sen poikkeama. Sininen on normaali, messinki heiluri, vihreä atomikello, punainen jätättäminen. Alla on kolme näkymää. ”Poikkeama” on kunkin laitteen kertynyt virhe päivittäin logaritmisella asteikolla. ”Värähtelyt” näyttää kunkin oskillaattorin liikkeen hidastettuna näkyväksi. ”Tarkkuus” antaa eri kellojen suhteellisen virheen aurinkokellosta optiseen kelloon.
Luku, joka on helppo puolittaa
32 768 on kaksi potenssiin viisitoista. Viidentoista taajuuden puolittajan piiri muuttaa kvartsin värähtelyt tasan yhdeksi pulssiksi sekunnissa. Tämän taajuuden kvartsiääniraudan koko on muutama millimetri, ja se mahtuu rannekelloon. Suurempaa taajuutta ei käytetä: sellainen äänirauta kuluttaisi enemmän virtaa.
02 · Muunnos
yksiköt · taajuus · aika-asteikotSekunneista vuorokausiin, vuosiin ja hertseihin
Syötä aika missä tahansa yksikössä. Ensimmäinen välilehti muuntaa sen sekunneiksi, minuuteiksi, tunneiksi, vuorokausiksi ja vuosiksi. Toinen taajuudeksi ja cesiumin värähdysten määräksi. Kolmas näyttää, miten aika-asteikot TAI, UTC ja GPS eroavat.
| {k} | {v} | {note} |
Lyhimmät laserin välähdykset kestävät muutamia kymmeniä attosekunteja; maailmankaikkeuden ikä on noin 4·10¹⁷ s. Niiden välissä on 35 suuruusluokkaa. Sama sekunti on mittana sekä valolle että tähdille.
04 · Mittalaitteet
heiluri · kvartsi · suihkulähde · optinen hilaMitä suurempi taajuus, sitä tarkempi kello
{title}
{text}
05 · Kirjoitussäännöt
s ilman pistettä · kellonaika erikseenKesto sekunteina, hetki kellon mukaan
Kesto kirjoitetaan luvulla ja tunnuksella välilyönnin kanssa: 45 s, 2,5 ms. Hetki kirjoitetaan ISO 8601:n mukaan: 2026-10-02T14:30:05Z. Minuuttia ja tuntia saa käyttää SI:n kanssa, mutta niihin ei liitetä etuliitteitä.
”sec”, ”msec” ja ”hrs” eivät ole SI-tunnuksia. Kellonaika on kätevämpi kirjoittaa kaksoispisteillä, kesto yksiköillä. Kauttaviivoin kirjoitettu päivämäärä luetaan eri maissa eri tavoin, siksi kirjoitetaan vuosi-kuukausi-päivä. Iso S on siemens, ei sekunti; tuhannet erotetaan välilyönnillä.
06 · Naapuriyksiköt
aika ja taajuus1 Hz = 1/s — värähdyksiä sekunnissa.
mValon matka ajassa 1/299 792 458 s.
d86 400 s — ja Maan epätasainen käynti.
07 · Historiallinen osa
arkisto · Huygensin heilurista atomisuihkulähteeseenMiten sekunti muutti taivaalta atomiin
{title}
{text}
Karkaussekunti ja sen lakkauttaminen
Atomiaika TAI kulkee tasaisesti, kun taas Maa pyörii epätasaisesti ja keskimäärin hitaammin. Jotta virallinen aika ei erkanisi auringon keskipäivästä, UTC:hen lisättiin vuodesta 1972 karkaussekunti — 27 kertaa, viimeksi 31. joulukuuta 2016. Sellaisina päivinä minuutti kesti 61 sekuntia.
Tietokoneille, pörsseille ja navigoinnille ylimääräinen sekunti on vikojen lähde. Vuonna 2022 yleinen paino- ja mittakonferenssi päätti lopettaa karkaussekuntien lisäämisen viimeistään 2035 ja antaa UTC:n erkaantua kauemmas Maan pyörimisestä.
Oikealla kellotaulu karkaussekunnin hetkellä: lukeman 23:59:59 jälkeen kello näyttää 23:59:60, ja vasta sitten tulee keskiyö.
Suureluettelo
Aika ja taajuus · 12 yksikkösivua
Hakemisto · kaikki suureet yhdellä sivullaLaboratorio hakemiston sisäänkäynnilläHappotippa muuttaa mehun värin, suola värjää liekin, vesi jäätyy koputuksesta. Niiden alla kaikki Simetriumin lehdet aloittain ja aakkosittain.Avaa hakemisto →
