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本書全面系統(tǒng)地介紹了原子鐘的相關知識。首先描述了時間計量的歷史及各種計時方法；深入淺出地講解了原子鐘相關的振蕩理論、振蕩器技術、原子量子理論、磁共振以及激光和激光冷卻等知識點；然后再闡述了各類原子鐘(銣原子鐘、銫原子鐘、氫原子脈澤、氨分子脈澤、汞離子鐘、噴泉鐘、光鐘等)的實現(xiàn)過程；最后給出了原子鐘在衛(wèi)星導航系統(tǒng)和基礎物理領域中的應用場景。

本書從1998年□□版出版以來，光頻測量技術已得到迅猛發(fā)展，期間發(fā)明了光學頻率梳，使頻率□□測試的范圍大幅拓展，實現(xiàn)了微波銫原子頻標與光鐘的直接比對校準。尤其在□近幾年，頻率和時間精密測試領域發(fā)展更加迅速，涉及精度提高和頻譜拓展的各個技術方向，產生了一系列革命性成果。
　　激光冷卻原子和離子技術，可以通過激光與懸浮于超高真空系統(tǒng)中的粒子長時間相干耦合，得到單離子的超窄共振譜線。這種超前的想法，□□次由Dehmelt等提出，并在實驗中觀察到這種孤立的囚禁粒子，這也激發(fā)本書作者開展汞離子囚禁的相關研究，以及研制下一代空間時間頻率標準。基于固態(tài)光源的光頻信號穩(wěn)定性和合成技術也迅速發(fā)展，帶來了光鐘頻率穩(wěn)定度的□□進步，也預期新一代高可靠空間光鐘的研制成功。
　　在構建□□衛(wèi)星導航系統(tǒng)GPS的過程中，原子鐘的重要性得到了充分體現(xiàn)，星載原子鐘是系統(tǒng)的核心部件，如果沒有原子鐘，也就不存在GPS。目前GPS在軍民領域大量應用，幾乎滲透到社會生活的每個領域，深刻影響著人們的日常生活，成為我們文化的一部分。如果星載銫原子鐘和星載銣原子鐘能保持亞微秒級的時間同步精度，則未來可實現(xiàn)亞米級的GPS定位精度。
　　與□□版內容相似，本書涉獵范圍較廣，主題覆蓋各類基于量子躍遷的原子鐘，以及相關的基本物理學原理。同時作為補充內容，書中□□章也介紹了早期機械鐘和石英鐘的發(fā)展情況。本書重點不在原子鐘歷史，而只是希望以歷史的視角來看待原子鐘的發(fā)展進程。
　　本書適于原子鐘相關領域的物理學家和工程技術人員使用，書中覆蓋了大量原子鐘相關主題，同時為了滿足非專業(yè)技術人員的閱讀需求，盡量減少數(shù)學公式的使用。書中詳細地描述了銣、銫、氫原子鐘的設計原理，同時也包含了汞離子微波鐘、激光冷卻、光抽運、光學黏團、銫噴泉鐘等新型原子鐘相關內容，以及原子鐘頻率準確度和頻率穩(wěn)定度的分析方法，其中涉及噪聲、共振譜線線型、相對論多普勒效應等內容。書中也講述了建立在□□時間頻率基礎上的□□導航系統(tǒng)——羅蘭C和GPS，同時介紹了統(tǒng)一場理論的不變性原理和對稱性測量，例如，原子精細結構常數(shù)長期測定、愛因斯坦等效原理驗證等內容。

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