Ein Atom besteht aus einem Kern und einer Hülle. Die Elektronen umkreisen den Kern und dabei werden Schwingungen ausgelöst. Bei einer Atomuhr wird als Messgrundlage ein Cäsiumatom mit dessen Schwingungen gemessen. Die Wissenschaft hat definiert, dass nach exakt 9 192 631 770 Schwingungen eines Cäsiumatoms eine Sekunde verstrichen ist.
Eine Atomuhr misst also mithilfe von Mikrowellen die Schwingungen des Cäsiumatoms und erlaubt damit eine genaue Zeitmessung. Die Schwingung des Cäsiumatoms ist dabei so genau, dass sich eine solche Uhr in 20 Millionen Jahren nur um 1 Sekunde irrt. Dies ist zur Zeit die genaueste Zeitmessung die uns Menschen zur Verfügung steht.
Die für Deutschland gültige Zeitmessung wird mit einer Atomuhr in Braunschweig ermittelt und über ein Funksignal verbreitet. Alle öffentlichen Uhren und die privaten Funkuhren empfangen dieses Signal zumindest einmal pro Tag und justieren sich damit jeden Tag neu.
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