Po lewej waha się mosiężne wahadło: pełne wahnięcie trwa 2 s, pojedyncze przejście dokładnie sekundę. Przez nie prześwituje litera s. Po prawej atom cezu wznosi się w rurze fontanny atomowej i opada. Za każdym razem, gdy przechodzi przez miedzianą wnękę, rozbłyskuje w mikrofalach. Wyświetlacz pokazuje 9 192 631 770 — tyle drgań mieści się w jednej sekundzie. Miga lampka nagrywania.
Karta jednostki
jednostka podstawowa SIwyd. 2026-10Sekunda s
Jednostka podstawowa SI · wielkość: czas
Sekundę odebrano Ziemi i oddano atomowi
Przez długi czas sekunda była częścią doby: 1/86 400 jednego obrotu Ziemi. Potem okazało się, że Ziemia jest kiepskim zegarem. Zwalnia przez pływy, a trzęsienia ziemi i prądy w jądrze zmieniają długość doby o milisekundy. Zegary chodzące równiej niż Ziemia zaczęły dostrzegać jej nierówny bieg.
Od 1967 roku sekundę wyznacza atom cezu-133. Jego zewnętrzny elektron może przechodzić między dwoma poziomami, a temu przejściu odpowiada promieniowanie o częstotliwości dokładnie 9 192 631 770 Hz. Sekunda to czas, w którym upływa tyle drgań. Wszystkie atomy cezu są jednakowe, więc sekunda jest taka sama w każdym laboratorium na świecie.
Najlepsze fontanny cezowe mylą się o mniej niż sekundę na 300 milionów lat. Od sekundy zależą też inne jednostki: metr wyznacza się przez prędkość światła i sekundę, a kilogram przez stałą Plancka, metr i sekundę.
Symbol sekundy to małe s, bez kropki: „30 s”. Po rosyjsku pisze się «с». Wielkie S to simens, jednostka przewodności. Wielkość czas oznacza się małym t, okres drgań wielkim T.
Sekunda czasu i sekunda kątowa ″ — 1/3600 stopnia. Doba zegarowa i obrót Ziemi: Ziemia obraca się nierówno, a jej doba jest dłuższa od 86 400 s o milisekundę lub dwie. Dlatego do czasu atomowego czasem dodaje się sekundę przestępną.
01 · Definicja
drgania · liczenie · odchyłka zegarówWszystkie zegary są zbudowane tak samo. W środku jest coś, co powtarza jeden ruch w równych odstępach: wahadło, płytka kwarcu, elektron w atomie. I jest licznik, który liczy powtórzenia. Sekunda to tylko umowa, ile powtórzeń jakiego ruchu liczyć.
Im wyższa częstotliwość drgań i im mniej zależy od warunków zewnętrznych, tym dokładniejszy zegar. Wahadło waha się raz na sekundę, a jego okres zmienia się z temperaturą, bo pręt się wydłuża. Kwarc drga 32 768 razy na sekundę i także czuje ciepło. Atom cezu drga niemal dziesięć miliardów razy na sekundę i na jego częstotliwość prawie nic nie wpływa.
Dokładność zegara pokazuje jego odchyłka — o ile rozejdzie się z wzorcem w ciągu doby. Część, o jaką częstotliwość różni się od właściwej, pomnożona przez 86 400 s, to odchyłka dobowa.
Jak bardzo rozejdą się zegary
Na półce stoją zegar wahadłowy, kwarcowy i atomowy. Wszystkie trzy ustawiono według wzorca, a potem zostawiono w pokoju o zadanej temperaturze. W wahadle stalowy pręt wydłuża się od ciepła i zegar się późni. Kwarc jest dokładny w 25 °C, a w innej temperaturze się późni. Zegarowi atomowemu temperatura prawie nie przeszkadza. Suwakiem „minęło dni” przesuwasz czas do przodu, przycisk „Rok” ustawia od razu 365 dni, a nad każdym zegarem widać jego odchyłkę. Niebieskim — wzorzec, mosiężnym — wahadło, zielonym — zegar atomowy, czerwonym — spóźnienie. Na dole są trzy widoki. „Odchyłka” to narosły błąd każdego przyrządu w kolejnych dniach w skali logarytmicznej. „Drgania” to ruch każdego oscylatora, spowolniony do widoczności. „Dokładność” to błąd względny różnych zegarów od słonecznego po optyczny.
Liczba, którą łatwo dzielić na pół
32 768 to dwa do potęgi piętnastej. Układ piętnastu dzielników częstotliwości przez dwa zamienia drgania kwarcu dokładnie na jeden impuls na sekundę. Kamerton kwarcowy na tę częstotliwość ma kilka milimetrów i mieści się w zegarku na rękę. Wyższej częstotliwości się nie stosuje: taki kamerton zużywałby więcej energii.
02 · Przeliczanie
jednostki · częstotliwość · skale czasuOd sekund do dób, lat i herców
Wpisz czas w dowolnej jednostce. Pierwsza zakładka przeliczy go na sekundy, minuty, godziny, doby i lata. Druga — na częstotliwość i liczbę drgań cezu. Trzecia pokaże, czym różnią się skale czasu TAI, UTC i GPS.
| {k} | {v} | {note} |
Najkrótsze błyski laserów trwają kilkadziesiąt attosekund, wiek Wszechświata to około 4·10¹⁷ s. Dzieli je 35 rzędów wielkości. Ta sama sekunda służy za miarę i dla światła, i dla gwiazd.
04 · Przyrządy pomiarowe
wahadło · kwarc · fontanna · sieć optycznaIm wyższa częstotliwość, tym dokładniejszy zegar
{title}
{text}
05 · Zasady zapisu
s bez kropki · pora dnia osobnoCzas trwania w sekundach, chwila według zegara
Czas trwania zapisuje się liczbą i symbolem ze spacją: 45 s, 2,5 ms. Chwilę zapisuje się według ISO 8601: 2026-10-02T14:30:05Z. Minutę i godzinę wolno stosować z SI, ale nie dodaje się do nich przedrostków.
„sec”, „msec” i „hrs” nie są symbolami SI. Porę dnia wygodniej pisać z dwukropkami, a czas trwania — jednostkami. Datę z ukośnikami w różnych krajach czyta się różnie, dlatego pisze się rok-miesiąc-dzień. Wielkie S to simens, a nie sekunda; tysiące oddziela się spacją.
06 · Jednostki sąsiednie
czas i częstotliwość1 Hz = 1/s — drgania na sekundę.
mDroga światła w 1/299 792 458 s.
d86 400 s — i nierówny bieg Ziemi.
07 · Dział historyczny
archiwum · od wahadła Huygensa do fontanny atomowejJak sekunda przeprowadziła się z nieba do atomu
{title}
{text}
Sekunda przestępna i jej zniesienie
Czas atomowy TAI płynie równo, a Ziemia obraca się nierówno i średnio wolniej. Żeby czas urzędowy nie odchodził od słonecznego południa, od 1972 roku do UTC dodawano sekundę przestępną — 27 razy, ostatnio 31 grudnia 2016 roku. W takie dni minuta trwała 61 sekund.
Dla komputerów, giełd i nawigacji dodatkowa sekunda to źródło awarii. W 2022 roku Generalna Konferencja Miar postanowiła przestać dodawać sekundy przestępne najpóźniej w 2035 roku i pozwolić UTC bardziej odejść od obrotu Ziemi.
Po prawej tarcza zegara w chwili sekundy przestępnej: po 23:59:59 zegar pokazuje 23:59:60 i dopiero wtedy nadchodzi północ.
Katalog wielkości
Czas i częstotliwość · 12 kart
Indeks · wszystkie wielkości na jednej stronieLaboratorium przy wejściu do indeksuKropla kwasu zmienia kolor soku, sól barwi płomień, woda zamarza od stuknięcia. Pod nimi wszystkie karty Simetrium według dziedzin i alfabetycznie.Otwórz indeks →
