Getting your questions ready
Getting your questions ready
Met AI in het Nederlands gemaakt op basis van onze Engelse quiz; de bronnen verwijzen naar de Nederlandse Wikipedia.
Atoomklokken zijn de nauwkeurigste klokken die er bestaan: ze wijken vaak maar één seconde af in miljarden jaren. Sinds de jaren zestig bepalen ze zelfs wat een seconde precies is. Deze quiz test wat je weet over de werking, de geschiedenis en de toepassingen van atoomklokken: van de eerste cesiumklok in Engeland tot satellietnavigatie, tijdseinzenders en de internationale atoomtijd. Ook de Amerikaanse natuurkundige Norman Ramsey, die voor zijn werk aan masers en atoomklokken een Nobelprijs kreeg, komt aan bod.
Alle 30 vragen met antwoorden en uitleg. Speel de quiz
Q 01Wat gebruikt een atoomklok als basis voor haar tijdmeting?
Trillingen van atomen
De frequentie van die trillingen is zo constant en onafhankelijk van de omgeving dat de klok vrijwel niet afwijkt.
Q 02Wat is een veelgebruikte toepassing van atoomklokken?
Satellietnavigatie
Ook tijdseinzenders en de synchronisatie van telecomnetwerken steunen op atoomklokken.
Q 03Op welk scheikundig element is de meestgebruikte atoomklok gebaseerd?
Cesium
Dat is geen toeval: de seconde zelf is aan de hand van dit element gedefinieerd.
Q 04Welke wereldwijde tijdstandaard heeft de internationale atoomtijd TAI als basis?
UTC
Cesiumfonteinklokken van instituten als PTB en NPL kalibreren de TAI-schaal als primaire referentiestandaard.
Q 05Waarmee vergeleken bleek de frequentie van een cesiumatoomklok constanter te zijn?
Rotatie van de aarde
Daarom verving de atoomtijd de astronomische tijd als internationale tijdschaal.
Q 06Waarvoor staat de afkorting NTP in computernetwerken?
Network Time Protocol
Het protocol is een voorbeeld van netwerksynchronisatie op basis van een stabiele tijdbron.
Q 07Met hoeveel gps-satellieten is de exacte positie in drie dimensies plus de tijd te herleiden?
Vier
De ontvanger rekent met de looptijd van de signalen en de meegezonden posities van de satellieten.
Q 08Hoeveel atoomklokken heeft iedere gps-satelliet aan boord?
Drie of vier
Die klokken houden de tijd tot op enkele nanoseconden nauwkeurig bij en zenden die mee met het gps-signaal.
Q 09Per hoeveel jaar wijkt een atoomklok veelal slechts ongeveer één seconde af?
5 miljard
Uitgedrukt als onnauwkeurigheid komt dat neer op ongeveer 6 × 10⁻¹⁸.
Q 10Van welke tijdschaal luidde de atoomklok het einde als internationale standaard in?
Astronomische tijd
Een cesiumklok bleek een constantere frequentie te hebben dan de draaiing van onze planeet.
Q 11Welk Amerikaans instituut presenteerde op 18 februari 2010 de nauwkeurigste atoomklok tot dan toe?
NIST
Voluit heet het instituut National Institute of Standards and Technology.
Q 12Waarvoor dienen atoomklokken in de telecommunicatie?
Synchronisatie van netwerken
Vaak wordt niet de klok zelf gebruikt, maar een afgeleide ervan zoals het gps-signaal.
Q 13Welke Britse natuurkundige ontwikkelde in 1955 de eerste cesiumatoomklok?
Louis Essen
Hij werkte bij het National Physical Laboratory in Teddington, vlak bij Londen.
Q 21Aan welke universiteit begon Norman Ramsey rond 1931 een ingenieursstudie?
Columbia
Zijn moeder was wiskundedocente geweest aan de Universiteit van Kansas; zijn vader was stafofficier in het leger.
Q 22Op een gemiddelde van ongeveer hoeveel atoomklokken is de tijdschaal TAI gebaseerd?
200
Die klokken staan vooral in de metrologische instituten van de deelnemende landen en worden beheerd door het BIPM.
Q 23In welk jaar introduceerde het SYRTE-laboratorium in Parijs de cesiumfonteinatoomklok?
1995
Het laboratorium hoort bij de Parijse sterrenwacht; de fonteinklok verbeterde nauwkeurigheid en stabiliteit aanzienlijk.
Q 14In welk jaar werd besloten de definitie van de seconde te veranderen?
1967
Het besluit viel na overleg tussen de regeringen van alle landen ter wereld.
Q 15Met welk onderdeel wekt een atoomklok radiogolven op vlak bij de frequentie van het atoom?
Kwartsoscillator
De opgewekte radiogolven worden door de atomen geleid om de frequentie te vergelijken.
Q 16In welk jaar ontving Norman Ramsey de Nobelprijs voor Natuurkunde?
1989
Hij kreeg de prijs voor de separated oscillatory field method, die belangrijk was voor masers en atoomklokken.
Q 17Wanneer werd de internationale atoomtijd TAI als tijdschaal ingevoerd?
1 januari 1972
De afkorting TAI staat voor het Franse temps atomique international.
Q 18Welke tijdseinzender bij Frankfurt am Main synchroniseert radiografische klokken in Europa?
DCF77
De zender staat in Mainhausen, wordt beheerd door PTB en stuurt ook stationsklokken en verkeerslichten aan.
Q 19Waar behaalde Norman Ramsey na 1935 een tweede bachelorgraad, in de natuurkunde?
Cambridge
Zijn eerste bachelorgraad, in de ingenieurswetenschappen, had hij in 1935 in de Verenigde Staten behaald.
Q 20Waarin blinken waterstofmasers uit vergeleken met cesiumklokken?
Korte-termijnstabiliteit
Behalve waterstof wordt ook rubidium als alternatief element in atoomklokken gebruikt.
Q 24Welk laboratorium in Delft levert de Nederlandse gegevens voor de internationale atoomtijd?
Van Swinden
Voor België doet de Koninklijke Sterrenwacht in Brussel hetzelfde.
Q 25In wiens onderzoeksgroep werkte Norman Ramsey na zijn studie in Engeland?
Isidor Isaac Rabi
Die groep had net de moleculair-bundel magneetresonantiemethode uitgevonden.
Q 26Per hoeveel jaar wijkt de Amerikaanse recordklok uit 2010 minder dan één seconde af?
3,7 miljard
Dat komt overeen met een onnauwkeurigheid van circa 8 × 10⁻¹⁸.
Q 27In welk jaar promoveerde Norman Ramsey?
1940
Daarna onderzocht hij als Fellow van het Carnegie Institution de verstrooiing van neutronen aan protonen en heliumkernen.
Q 28Met welke twee natuurkundigen deelde Norman Ramsey zijn Nobelprijs?
Hans Dehmelt en Wolfgang Paul
De twee medelaureaten kregen hun deel van de prijs voor ander werk dan Ramsey.
Q 29Van welke waterstofisotoop ontdekte Norman Ramsey het elektrische quadrupoolmoment?
Deuterium
Hij deed die ontdekking samen met Rabi en diens medewerkers Kellogg en Zacharias bij onderzoek aan het kernmoment.
Q 30Wie was de docent van Norman Ramsey tijdens zijn natuurkundestudie in Engeland?
Maurice Goldhaber
Na Engeland keerde Ramsey terug naar New York om in de groep van Isidor Isaac Rabi te werken.