AlegsaOnline.com

Sekund (s) — Tidens enhed: Definition, SI-sekund & millisekunder

Opdag sekundets verden: definition, SI-sekundets atomiske måling, millisekunder og tidsskalaer. Forstå tidens enhed hurtigt og klart.

Forfatter: Leandro Alegsa Oprettelsesdato: 7. december 2021 Seneste opdatering: 6. januar 2026

simple.wikipedia.org · Public domain

Sekundet (symbol: s) er en grundlæggende tidsenhed. Der er 60 sekunder i et minut, 60 minutter i en time og 24 timer i en dag. Denne opdeling stammer fra det babyloniske talsystem med base 60 og er bevaret i mange tidsmålinger i dag.

SI-sekundet — den atomiske definition

Inden for moderne videnskab og metrologi defineres sekundet ved hjælp af et atom. Et sekund er den varighed, der svarer til 9.192.631.770 perioder af strålingen ved overgangen mellem to hyperfine niveauer i grundtilstanden af et cæsiumatom. Denne præcise atomiske definition blev vedtaget i 1967 for at sikre en stabil og reproducerbar tidsstandard, fordi jordens rotationsperiode (døgnets længde) svinger over tid.

Historisk baggrund

Tidligere var sekundet defineret som en del af det gennemsnitlige sol-døgn (1/86.400 af et døgn). På grund af små, men målbare ændringer i jordens rotation blev der i midten af 1900‑tallet indført astronomiske definitioner (såkaldt ephemeridisk sekund). Overgangen til den atomiske definition betød langt større stabilitet og nøjagtighed i tidsskalaer og urfremstilling.

Tidsskalaer, atomure og skudsekunder

TAI (International Atomic Time): En kontinuerlig tidsstandard baseret på et netværk af atomure.
UTC (Coordinated Universal Time): Den civile tidsskala, som følger TAI men indsætter skudsekunder efter behov for at holde UTC tæt på astronomisk tid (UT1), fordi jordens rotation langsomt ændrer sig.
GPS-tid: Bruger også atomure, men har en fast offset til UTC på grund af manglende skudsekunder i GPS-systemet.

Underinddelinger og multipla

Metriske præfikser kombineres ofte med ordet sekund for at angive meget kortere eller længere tidsskalaer. Eksempler på almindeligt brugte præfikser:

Millisekundet (ms) = 10^-3 s = 0,001 s
Mikrosekund (µs) = 10^-6 s
Nanosekunder (ns) = 10^-9 s
Pikosekund (ps) = 10^-12 s
Femtosekund (fs) = 10^-15 s

Samtidigt kan SI-præfikser danne multipla (f.eks. kilosekund = 10³ s), men i praksis bruger man oftere traditionelle enheder som minut, time og dag for større tidsrum.

Eksempler og sammenhænge

Et typisk hvilehjerte hos en voksen slår cirka hvert sekund.
Menneskelig reaktionstid ved simple opgaver ligger ofte omkring 200–300 ms.
Lys bevæger sig med cirka 299.792.458 m/s, så på ét sekund tilbagelægges ca. 299.792 km (omtrent 300.000 km). Dette giver også nyttige tommelfingerregler for korte tider: i 1 ms bevæger lys sig ~300 km, i 1 µs ~300 m og i 1 ns ~0,3 m (ca. 30 cm).
I elektronik og netværk måles forsinkelser ofte i mikro- eller nanosekunder; i fysik forekommer processer og partikler med levetider i pikosekund- eller femtosekundområdet.

Anvendelser

Sekundet som SI-enhed ligger til grund for en lang række tekniske og videnskabelige anvendelser: præcise atomure, global navigation (f.eks. GPS), telekommunikation, datakommunikation, laboratoriemålinger, spektroskopi og mange former for eksperimentel fysik og ingeniørvidenskab. Den atomiske definition sikrer, at tid kan måles og deles på en entydig og meget nøjagtig måde på tværs af hele verden.

Selvom definitionen er teknisk og præcis på atomsnit, er sekunderne stadig den mest intuitive enhed til mange daglige og videnskabelige formål — fra hjerteslag til koordinering af verdensure.

Internationalt andet

I det internationale enhedssystem er sekundet i øjeblikket defineret som varigheden af 9.192.631.770 perioder af den stråling, der svarer til overgangen mellem de to hyperfinniveauer i grundtilstanden af cæsium-133-atomet. Denne definition henviser til et cæsiumatom i hvile ved en temperatur på 0 kelvin (-273,15 grader Celsius; -459,67 grader Fahrenheit) (absolut nulpunkt). Grundtilstanden er defineret ved et magnetfelt på nul. Det således definerede sekund svarer til efemeris-sekundet.

Det internationale standardsymbol for et sekund er s (se ISO 31-1).

Ækvivalens til andre tidsenheder

1 internationalt sekund er lig med:

1/60 minut (1 minut er lig med 60 sekunder)
1/3,600 time (1 time er lig med 3,600 sekunder)
1/86,400 dag (1 dag, i den betydning af ikke-SI-enheder, der er accepteret til brug i det internationale enhedssystem, er lig med 86,400 sekunder)

Der er 31.536.000 sekunder i et almindeligt år, 31.622.400 sekunder i et skudår og 31.557.600 sekunder i et juliansk år.

Historisk oprindelse

Oprindeligt var sekundet kendt som et "sekundminut", hvilket betød den anden minutdel (dvs. den lille) deling af en time. Den første deling var kendt som et "prime minute" og svarer til det minut, vi kender i dag. Tredje og fjerde minut blev undertiden brugt i beregninger.

Faktoren 60 stammer fra babylonierne, som brugte et sexagesimalt talsystem (base 60). Babylonierne opdelte dog ikke deres tidsenheder kønsopdelt (bortset fra dagen). Timen var af de gamle egyptere blevet defineret som enten 1/12 af dagen eller 1/12 af natten, og derfor varierede begge dele med årstiderne. Græske astronomer, f.eks. Hipparchus og Ptolemæus, definerede timen som 1/24 af en gennemsnitlig soldag. Ved kønsmæssig underopdeling af denne gennemsnitlige soltime blev den anden time 1/86,400 af en gennemsnitlig soldag.

SI-multiplaer

SI-præfikser anvendes almindeligvis til tider kortere end et sekund, men sjældent til multipla af et sekund. I stedet er det tilladt at anvende visse ikke-SI-enheder i SI: minutter, timer, dage og i astronomi julianske dage.

SI-multiplum for sekund (s)
Delmultipler				Multiples
Værdi	SI-symbol	Navn		Værdi	SI-symbol	Navn	Menneskelæsbar
10⁻¹ s	ds	decisekund		10¹ s	das	decasecond	10 sekunder
10⁻² s	cs	centisekund		10² s	hs	hektosekund	1 minut og 40 sekunder
10⁻³ s	ms	millisekund		10³ s	ks	kilosekunder	16 minutter og 40 sekunder
10⁻⁶ s	µs	mikrosekunder		10⁶ s	Fru	megasekunder	11,6 dage
10⁻⁹ s	ns	nanosekunder		10⁹ s	Gs	gigasekunder	31,7 år
10⁻¹² s	ps	picosecond		10¹² s	Ts	terasekunder	31.700 år
10⁻¹⁵ s	fs	femtosekunder		10¹⁵ s	Ps	petasecond	31,7 millioner år
10⁻¹⁸ s	som	atosekunder		10¹⁸ s	Es	exasecond	31,7 milliarder år
10⁻²¹ s	zs	zeptosecond		10²¹ s	Zs	zettasecond	31,7 billioner år
10⁻²⁴ s	ys	yoctosecond		10²⁴ s	Ys	yottasecond	31,7 billiarder år
10⁻²⁷ s	xs	xonosecond	10²⁷ s	Xs	xennasecond	31,7 quintillion år
10⁻³⁰ s	vs	vecosecond	10³⁰ s	Das	dakasecond	31,7 sextillion år
10⁻³³ s	mcs	mecosekund	10³³ s	Hs	hendasecond	31,7 septillion år
10⁻³⁶ s	dcs	duecosecond	10³⁶ s	Dos	dokasecond	31,7 ottillioner år
10⁻³⁹ s	tcs	trecosecond	10³⁹ s	Ts	tradakasecond	31,7 non milliarder år
10⁻⁴² s	trcs	tetrecosecond	10⁴² s	Teds	tedakasecond	31,7 decillioner år
10⁻⁴⁵ s	stk.	pinseksponten	10⁴⁵ s	Pds	pedakasecond	31,7 undecillion år
10⁻⁴⁸ s	hxs	hexecosekund	10⁴⁸ s	Eds	exdakasecond	31,7 duodecillion år
10⁻⁵¹ s	hps	heptecosecond	10⁵¹ s	Zds	zedakasecond	31,7 tredecillion år
10⁻⁵⁴ s	os	octecosecond	10⁵⁴ s	Yds	yodakasecond	31,7 quattuordecillion år
10⁻⁵⁷ s	es	ennecosecond	10⁵⁷ s	Nds	nedakasecond	31,7 quindecillion år
10⁻⁶⁰ s	er	icososecond	10⁶⁰ s	Iks	ikasecond	31,7 sexdecillion år

Græske tidsperioder, f.eks. den gennemsnitlige synodiske måned, blev normalt specificeret ret præcist, fordi de blev beregnet ud fra omhyggeligt udvalgte formørkelser, der var adskilt af hundreder af år - individuelle gennemsnitlige synodiske måneder og lignende tidsperioder kan ikke måles. Men med udviklingen af pendulure, der holder middeltid (i modsætning til den tilsyneladende tid, som solure viser), blev det andet målbart. Sekundpendulet blev foreslået som en længdeenhed allerede i 1660 af Royal Society of London. Varigheden af et slag eller en halv periode (et sving, ikke frem og tilbage) af et pendul på en meter på jordens overflade er ca. et sekund.

I 1956 blev det andet defineret i form af jordens omdrejningsperiode omkring solen for en bestemt epoke, fordi det på det tidspunkt var blevet erkendt, at jordens rotation om sin egen akse ikke var tilstrækkelig ensartet som tidsstandard. Jordens bevægelse blev beskrevet i Newcomb's Tables of the Sun, som giver en formel for Solens bevægelse i epok 1900 baseret på astronomiske observationer foretaget mellem 1750 og 1892. Det således definerede sekund er

brøkdelen 1/31.556.925.9747 af det tropiske år for 1900 januar 0 på 12 timers efemeridetid.

Denne definition blev ratificeret af den ellevte generalkonference om mål og vægt i 1960. Det tropiske år i definitionen blev ikke målt, men beregnet ud fra en formel, der beskrev et tropisk år, som faldt lineært over tid, deraf den mærkelige henvisning til et bestemt øjeblikkeligt tropisk år. Da dette sekund var den uafhængige tidsvariabel, der blev anvendt i efemerideriderne for Solen og Månen i det meste af det 20. århundrede (Newcombs Soltabeller blev anvendt fra 1900 til 1983, og Browns Månetabeller blev anvendt fra 1920 til 1983), blev det kaldt efemerissekundet.

Da atomure blev fremstillet, blev de grundlaget for definitionen af sekundet i stedet for Jordens omdrejning om solen.

Efter flere års arbejde har Louis Essen fra National Physical Laboratory (Teddington, England) og William Markowitz fra United States Naval Observatory (USNO) fastslået sammenhængen mellem cæsiumatomets hyperfine overgangsfrekvens og ephemeris-sekunden. Ved hjælp af en fælles målemetode baseret på de modtagne signaler fra radiostationen WWV bestemte de Månens kredsløbsbevægelse om Jorden, hvoraf Solens tilsyneladende bevægelse kunne udledes, udtrykt i tid som målt af et atomur. Som følge heraf definerede den trettende generalkonference om mål og vægt i 1967 atomtidssekunden i det internationale enhedssystem (SI) som

varigheden af 9.192.631.770 perioder af den stråling, der svarer til overgangen mellem de to hyperfinniveauer i grundtilstanden af cæsium-133-atomet.

Grundtilstanden er defineret ved et magnetfelt på nul. Det således definerede sekund svarer til efemeris-sekundet.

Definitionen af det andet blev senere præciseret på BIPM's møde i 1997 til at omfatte følgende erklæring

Denne definition henviser til et cæsiumatom i hvile ved en temperatur på 0 K.

Den reviderede definition synes at indebære, at det ideelle atomur ville indeholde et enkelt cæsiumatom i hvile, der udsender en enkelt frekvens. I praksis betyder definitionen imidlertid, at højpræcisionsopgørelser af sekundet skal kompensere for virkningerne af den omgivelsestemperatur (sortlegemsstråling), inden for hvilken atomure fungerer, og ekstrapolere tilsvarende til værdien af sekundet som defineret ovenfor.

Den anden i rollespil

I rollespil bruges et sekund nogle gange til at henvise til en lille periode eller en enkelt omgang kamp. Det bruges som et standardtidsmoment og refererer ikke nødvendigvis til et rigtigt sekund, og kan være kortere eller længere afhængigt af scenariet.

Trivia

Indtil den moderne tid blev grader og timer successivt delt med 60 i pars minuta prima, pars minuta secunda, pars minuta tertia osv. Dette udviklede sig til det moderne minut og sekund, men for mindre opdelinger følger vi nu den decimale opdeling. På nogle sprog beholder ordbøgerne stadig ordet for tredjedel for 1/60 af et sekund, f.eks. polsk (tercja) og arabisk (ثالثة).

Relaterede sider

Spring sekund
Størrelsesordener (tid)
UTC
Internationalt enhedssystem
Hertz
Becquerel

Spørgsmål og svar

Q: Hvad er symbolet for sekund?

A: Symbolet for sekund er "s".

Q: Hvor mange sekunder er der i et minut?

A: Der er 60 sekunder i et minut.

Spørgsmål: Hvor mange minutter er der i en time?

A: Der er 60 minutter i en time.

Spørgsmål: Hvor mange timer er der i en dag?

Svar: Der er 24 timer i en dag.

Spørgsmål: Hvor kommer denne tradition for at måle tiden fra?

Svar: Denne tradition går tilbage til babylonierne.

Spørgsmål: Hvordan måler videnskabsmænd sekundet?

Svar: Forskere måler sekundet ved at måle, hvor lang tid det tager et cæsiumatom at vibrere 9 192 631 770 (ca. 9 milliarder) gange.

Spørgsmål: Hvad er et eksempel på, hvorfor forskerne bruger denne metode til at måle tid i stedet for andre metoder?

Svar: Forskerne bruger denne metode, fordi en dags længde ændrer sig hele tiden, mens atomers vibrationer derimod altid tager den samme tid.