Слева качается латунный маятник: полный размах за 2 s, один проход — ровно секунда. Сквозь него проступает буква s. Справа атом цезия поднимается в трубке атомного фонтана и падает обратно. Каждый раз, проходя через медную полость, он вспыхивает от микроволн. Табло показывает 9 192 631 770 — столько колебаний входит в одну секунду. Мигает индикатор записи.
Паспорт величины
базовая единица СИред. 2026-10Секунда s
Основная единица СИ · величина: время
Секунду отняли у Земли и отдали атому
Долгое время секунда была долей суток: 1/86 400 одного оборота Земли. Потом выяснилось, что Земля — плохие часы. Она замедляется из-за приливов, а от землетрясений и течений в ядре её сутки меняются на миллисекунды. Часы, которые шли точнее Земли, стали замечать её неровный ход.
С 1967 года секунду задаёт атом цезия-133. Его внешний электрон может переходить между двумя уровнями, и этому переходу соответствует излучение с частотой ровно 9 192 631 770 Hz. Секунда — время, за которое проходит столько колебаний. Все атомы цезия одинаковы, поэтому секунда одна и та же в любой лаборатории мира.
Лучшие цезиевые фонтаны ошибаются меньше чем на секунду за 300 миллионов лет. От секунды зависят и другие единицы: метр задан через скорость света и секунду, а килограмм — через постоянную Планка, метр и секунду.
Обозначение секунды — строчная s, без точки: «30 s». По-русски пишут «с». Прописная S — это сименс, единица проводимости. Величину времени пишут строчной t, период колебаний — прописной T.
Секунду времени и угловую секунду ″ — 1/3600 градуса. Сутки по часам и оборот Земли: Земля вращается неровно, и сутки по ней длиннее 86 400 s то на миллисекунду, то на две. Поэтому к атомному времени иногда добавляют високосную секунду.
01 · Определение
колебания · счёт · уход часовЛюбые часы устроены одинаково. Внутри есть что-то, что повторяет одно движение через равные промежутки: маятник, кварцевая пластинка, электрон в атоме. И есть счётчик, который считает повторы. Секунда — это просто договорённость, сколько повторов какого движения считать.
Чем выше частота колебаний и чем меньше она зависит от внешних условий, тем точнее часы. Маятник качается раз в секунду, и его период меняется от температуры, потому что стержень удлиняется. Кварц колеблется 32 768 раз в секунду и тоже чувствует тепло. Атом цезия колеблется почти десять миллиардов раз в секунду, и на его частоту почти ничто не влияет.
Точность часов показывает уход — на сколько они разойдутся с эталоном за сутки. Доля, на которую частота отличается от нужной, умноженная на 86 400 s, и есть уход за сутки.
На сколько разойдутся часы
На полке стоят маятниковые часы, кварцевые и атомные. Все три выставили по эталону, а потом оставили в комнате с заданной температурой. У маятника от тепла удлиняется стальной стержень, и он идёт медленнее. Кварц точен при 25 °C, а при другой температуре отстаёт. Атомным часам температура почти не важна. Ползунком «прошло дней» сдвигайте время вперёд, кнопка «Год» ставит сразу 365 дней, а над каждыми часами виден их уход. Синим показан эталон, латунью — маятник, зелёным — атомные часы, красным — отставание. Внизу три вида. «Уход» — накопленная ошибка каждого прибора по дням в логарифмическом масштабе. «Колебания» — ход каждого колебателя, замедленный до видимого. «Точность» — доля ошибки у разных часов от солнечных до оптических.
Число удобно делить пополам
32 768 — это два в пятнадцатой степени. Электронная схема из пятнадцати делителей частоты пополам превращает колебания кварца ровно в один импульс в секунду. Камертон из кварца на эту частоту получается размером в несколько миллиметров и помещается в наручные часы. Выше частоту не берут: такой камертон потреблял бы больше энергии.
02 · Пересчёт
единицы · частота · шкалы времениИз секунд в сутки, годы и герцы
Введите время в любой единице. Первая вкладка переведёт его в секунды, минуты, часы, сутки и годы. Вторая — в частоту и число колебаний цезия. Третья покажет, чем различаются шкалы времени TAI, UTC и GPS.
| {k} | {v} | {note} |
Самые короткие вспышки лазеров длятся десятки аттосекунд, возраст Вселенной — около 4·10¹⁷ s. Между ними — 35 порядков. Одна и та же секунда служит мерой и для света, и для звёзд.
04 · Приборы измерения
маятник · кварц · фонтан · оптическая решёткаЧем выше частота, тем точнее часы
{title}
{text}
05 · Правила записи
s без точки · время суток отдельноДлительность — в секундах, момент — по часам
Длительность пишут числом и символом через пробел: 45 s, 2,5 ms. Момент времени пишут по ISO 8601: 2026-10-02T14:30:05Z. Минуту и час можно применять вместе с СИ, но приставки к ним не ставят.
«sec», «msec» и «hrs» — не символы СИ. Момент суток удобнее писать через двоеточия, а длительность — единицами. Запись даты через косые черты читают по-разному в разных странах, поэтому пишут год-месяц-день. Прописная S — сименс, а не секунда; тысячи отделяют пробелом.
06 · Соседние единицы
время и частота1 Hz = 1/s — колебания в секунду.
mПуть света за 1/299 792 458 s.
d86 400 s — и неровный ход Земли.
07 · Исторический раздел
архив · от маятника Гюйгенса до атомного фонтанаКак секунда переехала с неба в атом
{title}
{text}
Високосная секунда и её отмена
Атомное время TAI идёт ровно, а Земля вращается неровно и в среднем медленнее. Чтобы гражданские часы не уходили от солнечного полудня, с 1972 года к шкале UTC добавляли високосную секунду — 27 раз, последний раз 31 декабря 2016 года. В такие дни минута длилась 61 секунду.
Для компьютеров, бирж и навигации лишняя секунда — источник сбоев. В 2022 году Генеральная конференция по мерам и весам решила перестать добавлять високосные секунды не позднее 2035 года и позволить UTC отойти от вращения Земли дальше.
Справа — циферблат в момент високосной секунды: после 23:59:59 часы показывают 23:59:60, и только потом наступает полночь.
Каталог величин
Время и частота · 12 паспортов
Указатель · все величины на одной страницеЛаборатория у входа в указательКапля кислоты меняет цвет сока, соль красит пламя, вода замерзает от стука. Под ними — все листы Simetrium по дисциплинам и по алфавиту.Открыть указатель →
