Pengukuran Waktu

Pengukuran waktu identik dengan memakai jam. Ada banyak sekali jenis jam yang telah berkembang hingga ketika ini yakni jam dinding, jam pasir, jam matahari dan jam atom. Selain itu, pengukuran waktu sanggup dilakukan dengan kronometer, stopwatch dan penanggalan radiometrik. Tentu kalian ingin mengetahui lebih lanjut karakteristik dari masing-masing alat pengukur tersebut. Penjelasanny akan ada di bawah ini.

1. Jam dinding

Jam dinding merupakan jam yang difungsikan secara letak atau biasanya diletakkan di dinding. Jam dinding sanggup pula dipakai sebagai hiasan atau pajangan. Selain itu, ada pula jam tangan yang diletakkan di pergelangan tangan. Dapat sebagai penunjuk waktu dan perhiasan.

Jam dinding mempunyai dua tipe yakni jam analog dan jam digital.

Jam dinding analog

Jam dinding digital

                                         

  

Jam dinding atau jam tang dipergunakan untuk menawarkan jam, menit dan detik. Penggunaannya sangat gampang dan mudah alasannya ialah memakai baterai sehingga sanggup dipakai dan disimpan ditempat manapun. Berbeda halnya dengan jam matahari. Mengapa demikian? Mari kita bahas lebih lanjut.

2. Jam Matahari

Jam matahari atau sundial dipakai untuk menawarkan waktu menurut letak matahari. Rancangan jam matahari yang paling umum dikenal memanfaatkan bayangan yang menimpa permukaan datar yang ditandai dengan jam-jam dalam suatu hari. Seiring dengan perubahan pada posisi matahari, waktu yang ditunjukkan oleh bayangan tersebut pun turut berubah. Pada dasarnya, jam matahari sanggup dibentuk memakai segala jenis permukaan yang ditimpai bayangan yang sanggup ditebak posisinya.

Jam matahari terbesar beliau Asia juga dunia ternyata ada di Indonesia, tepatnya di Kota Baru Parahyangan, Padalarang, Kabupaten Bandung Barat.

Sundial dilihat dari atas

Jarum penunjuk waktu

Kamu juga bisa menciptakan sebuah jam matahari di dinding tembok rumahmu untuk keperluanmu sendiri, paling tidak Kamu sudah berhemat terhadap pemakaian baterei. Bukankah Indonesia negara tropis yang setiap hari ada matahari? Dengan alat dan bahan sederhana menyerupai lembaran papan/triplek, cat, kuas, kawat, dan lain-lain, kau dapat membuat banyak jam matahari.

Jam matahari hanya sanggup dipakai pada siang hari alasannya ialah itulah pemanfaatan jam ini kurang mudah untuk digunakan. Namun dengan variasi rancangan yang kecil, jam matahari sanggup mengukur waktu standar serta waktu ekspresi dominan panas.

3. Jam Pasir

Jam pasir ialah perangkat untuk pengatur waktu. Terdiri dari dua tabung gelas yang terhunbung dengan sebuah tabung sempit .Salah satu tabung biasanya diisi dengan pasir yang mengalir melalui tabung sempit ke tabung dibawahnya dengan laju yang teratur. Ketika pasir telah mengisi penuh tabung bawah, alat ini bisa di balik sehingga sanggup dipakai kembali sebagai pengatur waktu. Jam pasir merupakan nama umum yang mengacu pada gelas pasir, dimana jam pasir ini dipakai untuk menghitung waktu selama satu jam.

4. Jam Atom

Jam atom ialah sebuah jenis jam yang memakai standar frekuensi resonansi atom sebagai penghitungnya. Jam atom awal ialah maser dengan peralatan lainnya. Standar frekuensi atom terbaik kini ini menurut fisika yang lebih maju melibatkan atom cuek dan air mancur atomik.

Maser untuk acuan frekuensi memakai ruangan (atau chamber) berbinar berisi gas terionisasi, pada umumnya caesium, alasannya ialah caesium ialah elemen yang dipakai di dalam definisi resmi detik internasional.

Sejak tahun 1967, Sistem Satuan Internasional (SI) telah mendefinisikan detik sebagai 9.192.631.770 getaran dari radiasi yang bekerjasama dengan transisi antara dua tingkat energi dari ground state atom Caesium-133. Definisi ini menciptakan osilator caesium (yang sering disebut jam atom) sebagai standard utama untuk waktu dan pengukuran frekuensi (lihat standard caesium). Kuantitas lain, menyerupai volt dan meter, berpegang pada definisi detik sebagai belahan dari definisinya.

Isi dari jam atom ialah sebuah microwave cavity (lubang resonansi) yang berisi gas terionisasi, sebuah oscillator microwave tertala (tunable), dan sebuah feedback loop yang dipakai untuk menyetel oscillator ke frekuensi yang paling sempurna dari karakteristik perembesan (penyerapan) yang ditentukan oleh sikap masing-masing atom.

Sebuah pemancar microwave mengisi ruangan dengan gelombang radio bangun (standing wave). Saat frekuensi radio bertepatan dengan frekuensi transisi hyperfine dari caesium, atom caesium tersebut menyerap gelombang radio dan selanjutnya memancarkan cahaya. Gelombang radio menciptakan elektron menjauh dari nukleus. Saat elektron kembali ke akrab nukleus, alasannya ialah gaya tarik muatan yang berbeda, elektron tersebut bergetar sebelum berdiam diri di daerah yang baru. Perpindahan ini mengakibatkan pancaran cahaya, yang sebetulnya ialah getaran listrik dan magnetisme.

Sebuah fotosel mendapatkan cahaya tersebut. Saat cahaya itu meredup alasannya ialah frekuensi rangsangan telah bergeser dari frekuensi resonansi, peralatan elektronik di antara fotosel dan pemancar radio menyetel frekuensi pemancar radio itu.

Proses penyetelan inilah letak sebagin besar kompleksitas sistem ini berada. Penyetelan mencoba untuk menghilangkan efek samping, menyerupai frekuensi dari transisi elektron yang lain, distorsi dalam medan kuantum dan efek suhu dalam prosedur tersebut. Sebagai contoh, frekuensi radio itu diubah-ubah secara sinusoida untuk membentuk modulasi sinyal di fotosel. Sinyal dari fotosel kemudian bisa didemodulasi untuk dipakai sebagai kontrol terhadap pergeseran jangka panjang di frekuensi radio. Dengan demikian, sifat-sifat ultra-akurat dari kuantum mekanika dari frekuensi transisi atom caesium bisa dipakai untuk menyetel oscillator microwave ke frekuensi yang sama (kecuali untuk kesalahan eksperimentasi yang kecil). Dalam prakteknya, prosedur feedback dan pemantauan ialah jauh lebih kompleks dari yang dijelaskan di atas. Saat jam gres dihidupkan, jam tersebut memakan waktu yang usang sebelum bisa dipercaya.

Jam Atom Skala chip yang diungkapkan NIST

Sebuah penghitung menghitung jumlah gelombang yang dibentuk oleh pemancar radio. Sebuah komputer membaca penghitung, dan menghitungnya untuk mengubah angka tersebut kedalam sesuatu yang kelihatannya menyerupai dengan jam digital atau gelombang radio yang dipancarkan. Tentu saja, yang sebetulnya menjadi jam ialah prosedur cavity, osilator, dan feedback loop yang menjaga standar frekuensi yang mana menjadi dasar jam tersebut.

Sejarah Ketepatan Jam Atom NIST

Sejumlah metode lain dipakai untuk jam atom untuk keperluan lainnya. Jam Rubidium sangat disuka alasannya ialah harganya murah, dan ukurannya yang kecil (standard komersial sekecil 400 cm³), dan kestabilitasan jangka pendeknya. Jam-jam ini banyak dipakai dalam aplikasi-aplikasi komersial, portable, dan angkasa luar. Maser hidrogen (sering buatan Rusia) mempunyai stabilitas jangka pendek yang tangguh dibandingkan dengan standard lain, namun mempunyai kelemahan dalam akurasi jangka panjang.

Sering, satu standar dipakai untuk memperbaiki standard lainnya. Sebagai contoh, sebuah aplikasi komersial memakai standar Rubidium yang dipautkan ke sebuah akseptor GPS. Sistem ini mempunyai ketangguhan akurasi jangka pendek, dengan akurasi jangka panjang setara ke standard nasional waktu Amerika Serikat.

Umur standar ialah sebuah duduk kasus penting. Standard modern Rubidium bisa bertahan lebih dari sepuluh tahun, dan menghabiskan ongkos sekecil US $50. Tabung acuan Caesium sangat cocok untuk standar nasional, ketika ini abadi hingga tujuh tahun, dan menghabiskan ongkos seharga US $35.000. Standard Hidrogen bisa abadi sepanjang umur.

Tim Jepang telah berbagi jam atom menjadi jam optik. Jam atom  ini sangat sensitif sehingga sanggup mendeteksi perubahan gravitasi Bumi dan memungkinkan para ilmuwan untuk mengukur waktu hingga 17 digit. Dia juga akan secara dramatis meningkatkan sistem pelacakan GPS dan akan sanggup mendeteksi perbedaan ketinggian sekecil 10 cm.
Jam atom dipakai untuk tetapkan Waktu Atom Internasional atau Universal Time Coordinated, yang berbeda tetapi lebih sempurna dari Greenwich Mean Time. Selama bertahun-tahun, jam atom pun akan kehilangan keakuratan dan harus diubahsuaikan untuk menebus kehilangan pecahan deti. Hal ini terjadi alasannya ialah "Dick effect", ketika bunyi yang tidak diinginkan dari laser jam menyebabkannya kehilangan jeja. Jam optik ini sanggup menghindari hal itu dan jauh lebih stabil sehingga tidak perlu sering disesuaikan.
5. Kronometer

Kronometer ialah alat pencatat waktu yang cukup sempurna untuk sanggup dipakai sebagai standar waktu portabel, biasanya dipakai untuk memilih bujur dengan cara navigasi selestial. Dalam dunia jam tangan, istilah ini juga sering dipakai ke jam yang telah dites dan diberikan akta dikarenakan telah lulus standar ketepatan. Di Swiss, hanya jam yang diberi akta oleh COSC (Contrôle Officiel Suisse des Chronomètres) yang sanggup memakai kata Chronometer. Jam ini sangat penting ketika kita melaksanakan pelayaran.
6. Radiometrik
Penanggalan radiometrik (sering juga disebut penanggalan radioaktif) ialah teknik yang dipakai untuk mengetahui usia pada banyak sekali benda, yang biasanya didasarkan pada perbandingan antara jumlah banyaknya isotop radioaktif alami yang ada dengan produk-produk hasil peluruhannya, dengan memakai tingkat peluruhan yang telah diketahui.