如果您读过GPS接收机工作原理，您会了解到原子钟对全球定位系统是极其重要的。广告中也常常出现原子钟这一字眼：新型钟表可以自动与位于科罗拉多州玻尔得的原子钟进行校准。对于各种科学探索来说，原子钟也是非常重要的。

首先我们讨论钟表的一般概念。时钟被用来记录时间的流逝。所有的时钟都是通过对于“谐振器”的“滴答”进行计数来实现这一功能的。

在钟摆中，摆是谐振器，钟内的齿轮通过计算摆的谐振（前后摆动）次数来记录时间。摆的谐振频率通常是每秒摆动一个来回。电子钟利用供电线路的振动（在美国每秒60周期，在欧洲每秒50周期）或石英晶体的振动作为谐振器，使用电子计数器进行计数。时钟的精确性取决于谐振器在特定频率上的精确性。

原子钟是利用原子的谐振频率作为谐振器的钟。根据《大不列颠百科全书》的介绍，谐振器“由原子或分子的量子跃迁（能量变化）中放出或吸收的微波电磁辐射的频率所调控”。（请参看美国国家标准与技术研究院对于这一过程的图示和描述。）

这一途径的优点在于原子以异常稳定的频率振动。如果您随意选取一个铯原子并令其振动，它的振动频率和其他任何一个铯原子完全一样。铯-133每秒振动9,192,631,770次。这样的精确度和石英钟的精确度是完全不同的。在石英钟内，石英晶体被制造成振动频率和某个标准频率相接近；但制造过程中的公差使得每一块晶体都会有细微的不同，而温度等因素也会改变频率。铯原子总是以不变的已知频率振动——这就是原子钟如此精确的原因。

下面是一些相关链接：

• 原子钟工作原理
• 石英表工作原理
• 摆钟工作原理
• 数字时钟工作原理
• 机械闹钟的奥秘
• 时间的奥秘

• The "Atomic Age" of Time Standards
• Physics Laboratory:Time and Frequency Division——美国国家标准与技术研究院（科罗拉多州玻尔得）
• 1997 Nobel Prize in Physics——表彰用激光冷却和俘获原子的方法上的进展。
• The Official U.S. Time