秒 s

どの時計も同じつくりをしている。中には、同じ動きを等しい間隔でくり返すものがある。振り子、水晶の板、原子の中の電子。そして、そのくり返しを数える計数器がある。秒とは、どの動きを何回数えるかという取り決めにすぎない。

振動の周波数が高く、外の条件に左右されにくいほど、時計は正確になる。振り子は 1 秒に 1 回振れ、その周期は温度で変わる。棒が伸びるからだ。水晶は 1 秒に 32 768 回振動し、やはり熱を感じる。セシウム原子は 1 秒に約 100 億回振動し、その周波数にはほとんど何も影響しない。

時計の正確さはずれで表す — 1 日で標準からどれだけ離れるか。周波数が正しい値からずれる割合に 86 400 s を掛けたものが、1 日あたりのずれである。

時計はどれだけずれるか

棚に振り子時計、水晶時計、原子時計が並んでいる。三つとも標準に合わせたあと、決まった温度の部屋に置いた。振り子では鋼の棒が熱で伸び、時計が遅れる。水晶は 25 °C で正確で、それ以外の温度では遅れる。原子時計は温度をほとんど気にしない。「経過日数」のスライダーで時間を進め、「1 年」ボタンで一度に 365 日にする。各時計の上にそのずれが表示される。青は標準、真鍮色は振り子、緑は原子時計、赤は遅れ。下には三つのビューがある。「ずれ」は各計器の累積誤差を日ごとに対数目盛りで示す。「振動」は各振動子の動きを見えるまで遅くして示す。「精度」は日時計から光格子時計まで、さまざまな時計の相対誤差を示す。