隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類應(yīng)用量子躍遷這一物理效應(yīng)，將某種物質(zhì)的原子在特定能級之間躍遷時(shí)輻射的電磁波頻率作為標(biāo)準(zhǔn)頻率，并用頻率導(dǎo)出時(shí)間，由此制成“原子鐘”。

　　原子鐘是目前世界上最準(zhǔn)的鐘。它的準(zhǔn)確度主要取決于微粒子的內(nèi)部構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)，因其構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)的頻率均極為穩(wěn)定，所以具有相當(dāng)高的準(zhǔn)確度。中國計(jì)量科學(xué)研究院的原子時(shí)計(jì)量基準(zhǔn)達(dá)到了15萬年誤差1秒，陜西天文臺(tái)的原子鐘可以達(dá)到30萬年誤差1秒，和國際上相比均躋身于世界先進(jìn)行列。因此人們采用原子時(shí)做為時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)是理所當(dāng)然的。

　　原子鐘以其極為優(yōu)異的穩(wěn)定性和超群的準(zhǔn)確度獨(dú)占鰲頭，登上了時(shí)間頻率最高標(biāo)準(zhǔn)的寶座。其主要原理是利用量子能級躍遷構(gòu)成的。我們常在電視上聽到:“石英技術(shù)，譽(yù)滿全球，領(lǐng)導(dǎo)世界鐘表新潮流”。正是石英晶體振蕩器助了原子鐘一臂之力。它每秒振蕩500萬次，然后利用分頻電路得到每秒一次的秒信號(hào)。再利用60進(jìn)位的邏輯電路得到時(shí)、分、秒信號(hào)，這個(gè)部件稱為石英鐘。

　　在銫原子鐘里，石英振蕩器的頻率要不斷與銫原子的躍遷頻率比較，隨時(shí)進(jìn)行修正。因?yàn)閮烧叩念l率相差2000倍，不易直接比較，這就要用專門的信頻、綜合電路將晶體振蕩器的頻率提升一個(gè)固定的倍數(shù)。這個(gè)倍數(shù)恰好等于二者的頻率比值，由計(jì)算獲得，再由電路實(shí)現(xiàn)。通過頻率與銫原子躍遷頻率不斷比較，發(fā)現(xiàn)差異并產(chǎn)生控制信號(hào)，自動(dòng)地去修正石英晶體振蕩器的頻率，通過電路系統(tǒng)將它“鎖定”在銫原子躍遷頻率上。晶體振蕩器不再是“自由”的了，而是隨時(shí)受到原子系統(tǒng)的監(jiān)制，從而得到高穩(wěn)定度的原子鐘。

　　原子時(shí)和世界時(shí)又如何“吻合”呢？國際上采用了協(xié)調(diào)世界時(shí)的時(shí)標(biāo)，它的秒長符合新的秒定義，但要通過閏秒使其時(shí)刻和世界時(shí)刻接近。到一定的時(shí)候，通過增加一秒或減少一秒的辦法使其協(xié)調(diào)，俗稱“閏秒”。加減的時(shí)間由國際計(jì)量局統(tǒng)一在全世界進(jìn)行，這樣就把世界時(shí)和原子時(shí)通過衛(wèi)星和無線電波發(fā)播統(tǒng)一起來，稱為協(xié)調(diào)世界時(shí)。