мм; частота їх поздовжніх коливань становила 60 кГц.: Кварцовий стрижень містився у трубку з розрідженим воднем, де прикріплювався у вузлах пружних хвиль. Дослідами було встановлено, що якщо вирізати стрижні так, щоб їх вісь була паралельна електричної осі кварцу, то можна добитися вельми малого температурного коефіцієнта, що змінює при температурі 36 В° С свій знак.
Коли перший каскад установки поміщали в досконалий термостат при температурі 36 В° С, то вдавалося значно знизити вплив коливання температури на частоту коливань кварцу. Завдяки цьому та іншим удосконаленням кварцові годинники Шейбі і Адельсберга виявилися високого якості.
Виняткове значення для подальшого удосконалення конструкції кварцових годин мали результати досліджень Дая і Ессена, проведені в Англії в Національній фізичній лабораторії над кварцом, вирізаним з кристалічного кварцу у вигляді кільця. Ці дослідження дозволили англійським інженерам в 1934 р. створити досить досконалі кварцові годинники з осциллятором у вигляді кварцового кільця, площина якого перпендикулярна осі Z. У тому ж році вони були застосовані в Грінвічській обсерваторії як еталон частоти і часу замість маятникових годин Шорта.
Відмінні властивості кварцу як осцилятора. Кварц є речовиною фізично і хімічно дуже стійким. Він має твердість, майже рівну рубіну і сапфіру. Окрім фізичної та хімічної стійкості, кварц має малою пружним гістерезисом і малим внутрішнім тертям. Тому для підтримки його коливань потрібна невелика енергія. Володіючи слабким загасанням коливань, кварц, як осцилятор, має високу добротність (Q), рівну 10-6 і більше. В даний час немає іншої коливальної системи, яка могла б володіти такою гостротою і стабільністю резонансу, як кварц.
Кристал кварцу має складну структуру, яка характеризується поруч кристалографічних осей: оптичної (Z), трьох електричних (X) і трьох механічних (У).
8. Атомні годинники
До 40-х років XX в. прилади часу були засновані тільки на використанні коливань механічних осциляторів - маятника, балансу з спіральної пружиною і кристала кварцу. У цих та інших осциляторів, що мають макроразмери, власна частота коливань в значній мірі залежить від ряду дестабілізуючих факторів (температури, барометричного тиску, ступеня старіння матеріалів і т.д.). Тому вони не можуть володіти такою високою стабільністю, яка потрібна для точного вимірювання часу.
Еталон часу і частоти, заснований на астрономічному визначенні його, також виявився величиною непостійною. Було встановлено, що кутова швидкість обертання Землі змінюється, в результаті чого тривалість доби протягом року може відрізнятися від середньої їх тривалості за рік на Рѓ} 0,001 с. Тому довелося відмовитися від міри часу-секунди як основного еталона часу (1/86400 частки сонячних діб).
В останні десятиліття розвиток атомної фізики і мікрохвильовою радіоспектроскопії призвело до створення принципово нового е...
