高中物理人教版名師示范教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)間和位移

示范教案2時(shí)間和位移eq\o(\s\up7(),\s\do5(整體設(shè)計(jì)))教材分析本節(jié)結(jié)合第一節(jié)質(zhì)點(diǎn)、參考系和時(shí)間和位移，為下一步學(xué)習(xí)速度奠定知識(shí)基礎(chǔ)．教材從學(xué)生的日常生活中常見的物理情景入手，讓學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻、時(shí)間間隔、路程、位移、矢量等概念的含義和區(qū)別．本教學(xué)設(shè)計(jì)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知規(guī)律，采取“基于問題學(xué)習(xí)”的模式，創(chuàng)設(shè)多樣問題情景，引發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究、總結(jié)知識(shí)．對(duì)時(shí)刻、時(shí)間間隔的教學(xué)，包括對(duì)念的理解，采取“情景貫穿”的教學(xué)方法，要比逐個(gè)解釋名詞效果好．尤其對(duì)位移這一矢量的教學(xué)，由于學(xué)生第一次接觸矢量，感到不習(xí)慣是很自然的，所以要充分利用有向線段表示矢量的直觀、形象的特點(diǎn)，聯(lián)系實(shí)際例子，讓學(xué)生初步了解矢量相加的法則．在教學(xué)過程中積極實(shí)施“在探究中中探究”的方法，培養(yǎng)學(xué)生用多種手段處理問題的能力，積極體現(xiàn)新課程“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的改革理念．教學(xué)重點(diǎn)時(shí)間和位移概念．教學(xué)難點(diǎn)1．幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)生活中的時(shí)間與時(shí)刻的區(qū)別．2．理解位移．時(shí)間安排2課時(shí)三維目標(biāo)1．知識(shí)與技能（1）能夠區(qū)分時(shí)刻和時(shí)間間隔．（2）掌握位移的概念，知道位移是矢量，知道位移和路程的不同．（3）知道矢量和標(biāo)量的定義及二者的區(qū)別．（4）知道直線運(yùn)動(dòng)的路程和位移的關(guān)系．2．過程與方法（1）圍繞問題進(jìn)行充分的討論與交流，聯(lián)系實(shí)際引出時(shí)間、時(shí)刻、位移、路程等，要使學(xué)生學(xué)會(huì)將抽象問題形象化的處理方法．（2）培養(yǎng)學(xué)生對(duì)時(shí)間的認(rèn)識(shí)由感性到理性的知識(shí)升華．3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過時(shí)間、位移的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解生活與物理的關(guān)系，學(xué)會(huì)用科學(xué)的思維看待事實(shí)．eq\o(\s\up7(),\s\do5(課前準(zhǔn)備))1．多媒體課件．2．觀察作息時(shí)間表．3．了解標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)場的跑道規(guī)格．eq\o(\s\up7(),\s\do5(教學(xué)過程))導(dǎo)入新課eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(情景導(dǎo)入))在某標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)場00米賽跑，上午9時(shí)20分50秒發(fā)令槍響，某運(yùn)動(dòng)員從跑道上最內(nèi)圈的起跑點(diǎn)出發(fā)，繞運(yùn)動(dòng)場跑了3圈多，9時(shí)25分28秒到達(dá)終點(diǎn)．如圖所示．教師設(shè)疑：從起點(diǎn)跑到終點(diǎn)所花的時(shí)間是多少？起跑和到達(dá)的時(shí)刻分別是多少？學(xué)生討論并交流：該運(yùn)動(dòng)員從起點(diǎn)跑到終點(diǎn)所花時(shí)間為4分38秒，起跑和到達(dá)的時(shí)刻分別為9時(shí)20分50秒和9時(shí)25分28秒．教師點(diǎn)評(píng)并追問：運(yùn)動(dòng)員跑過的路程是多少？他的位置變化如何？今天我們就來正確認(rèn)識(shí)時(shí)刻與時(shí)間的區(qū)別，以及描述位置變化的物理量——位移．點(diǎn)評(píng)：通過生活中常見的、貼近學(xué)生生活的例子導(dǎo)入，自然、生動(dòng)，能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性．eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(問題導(dǎo)入))如圖所示為某一市區(qū)的部分交A地去E地，請問可以選擇哪些路線，這些路線中哪一條最短，選擇不同的路線后，此人最終的位置變動(dòng)是否相同？學(xué)生試著分析討論，教師借此點(diǎn)評(píng)導(dǎo)入．故事導(dǎo)入（大屏幕投影風(fēng)景優(yōu)美的泰山影片）一毛同學(xué)對(duì)泰山向往不已假去泰山旅游．為了制定行程路線，他首先到泰山旅游網(wǎng)論壇發(fā)帖求助，并下載了旅游路線圖來參考．第二天，一毛同學(xué)發(fā)現(xiàn)回復(fù)帖子很多，但意見不一．有的人說，應(yīng)該在早上爬山，可以觀看一路美景，或摘抄山巖上的石刻；有的人說，應(yīng)該晚上登山，可以趕上第二天的日出．熱心的朋友還列出日出的時(shí)間供大家參考．對(duì)于路線，意見也不一致，有部分朋友主張可以坐車沿盤山路到中天門，有的主張通過索道坐纜車上去，有的甚至主張沿山間小路爬上去．一毛發(fā)現(xiàn)，路程雖然不同，但位置的變化是相同的．可以發(fā)現(xiàn)，物體運(yùn)動(dòng)的路徑和位置變化并不是一回事．學(xué)習(xí)本節(jié)后你就可以有非常清楚的了解．推進(jìn)新課一、時(shí)刻和時(shí)間間隔生活中我們經(jīng)常碰到“時(shí)間”一詞，但在不同的語境當(dāng)中，時(shí)間的含義又不盡相同，如何理解時(shí)間在不同場景下的含義呢？案例一：我們每節(jié)課用多長時(shí)間？案例二：同學(xué)們早晨什么時(shí)間到的教室？案例三：登泰山時(shí)，從紅門到南天門共用了4個(gè)小時(shí)．案例四：滿洲里開往天津的625次列車于13時(shí)35分從滿洲里出發(fā)．學(xué)生小組討論交流后表述：時(shí)間在以上四個(gè)實(shí)例中共同的含義：實(shí)例一、實(shí)例三表達(dá)的是一個(gè)過程所用時(shí)間的長短；實(shí)例二、實(shí)例四表達(dá)的是某個(gè)動(dòng)作的起或始，對(duì)應(yīng)的應(yīng)該是某一個(gè)瞬時(shí)．即我們平常所說的“時(shí)間”，有時(shí)指時(shí)刻，有時(shí)指時(shí)間間隔．教師設(shè)疑：時(shí)刻指的是某一瞬間，時(shí)間間隔指的是兩個(gè)時(shí)刻的間隔，那采取什么樣的描述可以更加直觀形象？可以參考數(shù)學(xué)的方法．學(xué)生表述：可以采用數(shù)形結(jié)合的方法，即用時(shí)間坐標(biāo)軸來描述．如圖．總結(jié)：時(shí)刻在時(shí)間軸上對(duì)應(yīng)于一點(diǎn)，表示某一瞬間，時(shí)刻與質(zhì)點(diǎn)的位置相對(duì)應(yīng)，即某一時(shí)刻物體在某一位置上．時(shí)間間隔在時(shí)間軸上對(duì)應(yīng)于兩點(diǎn)間的一段，表示一段過程．時(shí)間間隔與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移或路程相對(duì)應(yīng)，即在某段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)通過了一段路程或發(fā)生了一段位移．難點(diǎn)辨析：如圖所示，時(shí)間軸上的A點(diǎn)，為0時(shí)刻，或稱為第1s初；C點(diǎn)為2s末；AC段表示前2s時(shí)間，是開始計(jì)時(shí)到第2s末的時(shí)間間隔；第3s對(duì)應(yīng)著CD段，表示第2s末到第3s末這1s的時(shí)間間隔，它與前3s是不同的．eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(課堂訓(xùn)練))1．關(guān)于時(shí)間與時(shí)刻，下列說法正確的是（）．A．作息時(shí)間表上標(biāo)出上午8：00開始上課，這里的8：00指的是時(shí)間B．上午第一節(jié)課從8：00到8：45，這里的8：00指的是時(shí)刻C．電臺(tái)報(bào)時(shí)時(shí)說：“現(xiàn)在是北京時(shí)間8點(diǎn)整”，這里實(shí)際上指的是時(shí)刻D．在有些情況下，時(shí)間就是時(shí)刻，時(shí)刻就是時(shí)間解析：時(shí)刻是變化中的某一瞬間，時(shí)間為兩個(gè)時(shí)刻之間的長短，時(shí)刻是一個(gè)狀態(tài)而時(shí)間是一個(gè)過程，所以正確選項(xiàng)應(yīng)為B、C.答案：BC2．以下的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)間的是（）．A．天津開往德州的625次列車于13h35min從天津發(fā)車B．某人用15s跑完100mC．中央電視臺(tái)新聞聯(lián)播節(jié)目19h開播D．1997年7月1日零時(shí)中國對(duì)香港恢復(fù)行使主權(quán)E．某場足球賽開賽15min時(shí)甲隊(duì)攻入一球解析：A、C、D、E中的數(shù)據(jù)都是指時(shí)刻，而B中的15s與跑完100m的這一過程相對(duì)應(yīng)，是時(shí)間．答案：B點(diǎn)評(píng)：通過本環(huán)節(jié)的練習(xí)，可以及時(shí)地反饋學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)內(nèi)容的掌握程度．教師可以通過該環(huán)節(jié)的信息反饋，及時(shí)地調(diào)控課堂節(jié)奏．二、路程和位移教師通過大屏幕重現(xiàn)新課導(dǎo)入的材料．（本課情景導(dǎo)入材料）教師設(shè)疑：我們對(duì)上課開始時(shí)所講的運(yùn)動(dòng)員的位置變動(dòng)是多少？有的同學(xué)回答是300m，有的同學(xué)回答是100m．為什么？學(xué)生甲：300m是從起點(diǎn)沿環(huán)繞方向到終點(diǎn)的路徑長度．學(xué)生乙：100m是從起點(diǎn)逆著環(huán)繞方向到終點(diǎn)的路徑長度．教師引導(dǎo)：這路徑長度就是位置變化嗎？位置變化究竟指的什么？學(xué)生分組討論后回答．學(xué)生丙：不是，位置變化是指終點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)移動(dòng)了多遠(yuǎn)．學(xué)生?。何恢米兓墙K點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)移動(dòng)的距離是多少．教師點(diǎn)評(píng)：兩位不錯(cuò)，位置變化是由“起點(diǎn)”向“終點(diǎn)”的位置變化，表明位置變化是有方向的．既然這樣，運(yùn)動(dòng)員的位置變化就是由起跑點(diǎn)和終點(diǎn)決定．那這位運(yùn)動(dòng)員的位置變化到底是多少？結(jié)論：由于起跑的位置不確定，所以位置變化也就不確定．教師點(diǎn)評(píng)：所以，為了描述運(yùn)動(dòng)物體初末位置的變化情況，我們就引入了位移這一物理量．位移：從初位置指向末位置的一條有向線段．要點(diǎn)點(diǎn)撥：位移與路程的區(qū)別．1．質(zhì)點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)路徑的長度，叫路程，路程只有大小，單位是長度的單位．2．位移是有向線段，線段的長度表示位移的大小，有向線段箭頭的指向表示位移的方向，位移的單位是長度的單位．3．路程是與質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡有關(guān)的，位移的大小則取決于物體初末時(shí)刻的位置變化．教師設(shè)疑：大家思考，位移的大小和路程在一般情況下是不相等的，那相等的條件是什么？學(xué)生列舉生活中的實(shí)例，并討論交流．結(jié)論：只有在質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)路程和位移的大小才相等．eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(課堂訓(xùn)練))學(xué)校正在舉行運(yùn)動(dòng)場上，運(yùn)動(dòng)員有的參加長、短跑，有的跳高、跳遠(yuǎn)，還有的參加投擲項(xiàng)目的比賽．那么，請你根據(jù)學(xué)過的知識(shí)，分析哪些項(xiàng)目注重物體的位移大小，哪些項(xiàng)目注重物體的路程長短．解答：注重路程的：長跑、短跑等．注重位移的：跳遠(yuǎn)、鉛球、鐵餅等．三、矢量和標(biāo)量到目前為止，我們已經(jīng)接觸過很多的物理量了，如力、速度、位移、路程、質(zhì)量、長度等等，這些物理量有什么共同點(diǎn)和區(qū)別嗎？學(xué)生討論：像力、速度、位移，既有大小、又有方向；像質(zhì)量、路程、長度，只有大小，沒有方向．教師總結(jié)：在物理學(xué)中，像位移這樣的物理量叫做矢量，它既有大小，又有方向；像路程這樣的物理量，只有大小，沒有方向的叫做標(biāo)量．如溫度、質(zhì)量等．eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(課堂訓(xùn)練))一質(zhì)點(diǎn)由位置A向北運(yùn)動(dòng)了4m，右轉(zhuǎn)彎向東運(yùn)動(dòng)了3m到達(dá)B.在上面過程中質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程是多少？運(yùn)動(dòng)位移是多少？方向如何？解答：本題運(yùn)用位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系以及位移的矢量性．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為（4＋3）m＝7m．起始位置到末了位置的位移為eq\r(42＋32)m＝5m，sinθ＝eq\f(3,5)，θ＝37°，即位移的大小是5m，位移的方向是北偏東37°.思維延伸：如果一質(zhì)點(diǎn)沿半徑為r=20cm的圓周，自A點(diǎn)出發(fā)順時(shí)針到達(dá)B點(diǎn)，如圖所示，求質(zhì)點(diǎn)的位移與路程．解答：質(zhì)點(diǎn)的路程l等于質(zhì)點(diǎn)通過的弧長，即l＝eq\f(3,4)×2πr＝eq\f(3,2)πr＝eq\f(3,2)××20cm＝94.2cm，質(zhì)點(diǎn)位移x的大小等于A、B兩點(diǎn)間的距離，即x＝AB＝eq\r(2)r＝×20cm＝28.3cm，位移x的方向與半徑OA成45°角沿A→B.小結(jié)：標(biāo)量的相加遵從算術(shù)加法的法則．矢量的相加遵從平行四邊形定則．點(diǎn)評(píng)：這里不要求學(xué)生完整地形定則，但一定要讓學(xué)生思考，認(rèn)識(shí)到路程和位移的區(qū)別．對(duì)矢量的相加法則即平行四邊形定則，教師在此可不必詳談，后面會(huì)有專門論述．四、直線運(yùn)動(dòng)的位置和位移直線運(yùn)動(dòng)是最簡單的運(yùn)動(dòng)，其表示方式也最簡單．在北京長安街上，以天安門為起點(diǎn)，向西1000m，我們就很容易找到相應(yīng)的位置．教師點(diǎn)評(píng)：如果物體做的是直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中的某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的是物體處在某一位置，如果是一段時(shí)間，對(duì)應(yīng)的是這段時(shí)間內(nèi)物體的位移．1．位置：用坐標(biāo)軸上的一個(gè)點(diǎn)來表示，如圖所示．物體先后經(jīng)過兩個(gè)坐標(biāo)為x1和x2的位置，坐標(biāo)的變化量Δx表示物體的位移．圖中的x1、x2表示A、B兩位置的坐標(biāo)．2．位移：用坐標(biāo)軸上的一段有向線段表示．如圖中從A位置到B位置的位移可用有向線段Δx表示，且Δx＝x2－x1.課堂小結(jié)內(nèi)容總結(jié)：項(xiàng)目概念注意點(diǎn)時(shí)刻時(shí)間點(diǎn)用時(shí)間軸上的點(diǎn)來表示時(shí)間間隔一段時(shí)間用時(shí)間軸上兩點(diǎn)間的線段來表示位移從初位置到末位置的有向線段是矢量路程物體實(shí)際路徑的長度是標(biāo)量規(guī)律方法總結(jié)：1．理解和計(jì)算一個(gè)物理量時(shí)，最根本的方法是緊扣其定義．2．只有當(dāng)物體做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移的大小才和路程相等．布置作業(yè)1．教材第14頁第2、3題．2．練習(xí)使用各種記錄時(shí)間的儀器，如秒表．eq\o(\s\up7(),\s\do5(板書設(shè)計(jì)))2時(shí)間和位移時(shí)間在時(shí)間坐標(biāo)軸上對(duì)應(yīng)于一線段時(shí)刻在時(shí)間坐標(biāo)軸上對(duì)應(yīng)于一點(diǎn)位移描述物體位置的改變，是矢量，與運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)，只取決于初末位置路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的長度，是標(biāo)量，取決于物體運(yùn)動(dòng)路徑eq\o(\s\up7(),\s\do5(活動(dòng)與探究))課題：感受位移—時(shí)間圖象設(shè)計(jì)目的：讓同學(xué)們通過實(shí)踐動(dòng)手，感受物體的位置變化隨時(shí)間變化的關(guān)系，為下一課速度的學(xué)習(xí)奠定知識(shí)基礎(chǔ)．設(shè)計(jì)思路：物體的位移隨時(shí)間可用圖象表示，叫位移—時(shí)間圖象，即x－t圖象．如圖是演示x－t圖象的裝置，當(dāng)盛沙漏斗下面的薄木板N被勻速地拉出時(shí)，擺動(dòng)著的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲線顯示出擺的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系，板上的直線OO1代表時(shí)間軸．同學(xué)們考慮一下，漏斗的軌跡如何？漏出的沙子在板上形成曲線，反映出漏斗的位移隨時(shí)間如何變化？實(shí)際做一做，討論上述問題．eq\o(\s\up7(),\s\do5(備課資料))時(shí)間的基本單位時(shí)間是與人類生活有著密切關(guān)系的物理量，其基本單位的定義一直在發(fā)展．這反映了人們對(duì)時(shí)間概念的實(shí)際理解和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步．直線運(yùn)動(dòng)中用到時(shí)間的國但到底多長時(shí)間為1秒，理想的單位時(shí)間必須要尋找一個(gè)不受外界條件干擾的事件所經(jīng)歷的過程來作為單位時(shí)間的定義．1．生物時(shí)晝夜的更迭、月亮的盈虧、寒暑的交替為定量測量時(shí)間提供了自然的單位——日、月、年．但這些單位都是很長的時(shí)間段．為測量更短暫的現(xiàn)象，需要更小的時(shí)間單位．比如，老中醫(yī)以自己一次呼吸長短來感覺病人脈搏的快慢．在先進(jìn)的測量工具出現(xiàn)之前，人們靠心臟搏動(dòng)間隔、一次呼吸的長短，即憑感覺來定時(shí)，也就是靠生物鐘來定時(shí)，這必然是不科學(xué)和不準(zhǔn)確的．2．恒星時(shí)理想的孤立的剛體旋轉(zhuǎn)的周期是可非常近似地看做與外界沒有任何力的聯(lián)系的孤立體，其自轉(zhuǎn)周期基本恒定．地球的自轉(zhuǎn)是由星球劃過天空的運(yùn)動(dòng)反映出來的．北極星是天空時(shí)鐘的軸．一顆恒星繞北極星轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間為一個(gè)恒星日，這也是地球的自轉(zhuǎn)周期．3．通過牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬有引力定律，科學(xué)家能計(jì)算出諸行星及其衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)在20世紀(jì)，天文學(xué)家指導(dǎo)計(jì)算出的位置和實(shí)際位置進(jìn)行對(duì)照并發(fā)現(xiàn)了偏差．這些天體到達(dá)它們的計(jì)算位置比預(yù)期的到達(dá)時(shí)間早了幾秒．這表明地球并不是孤立的剛體，它的自轉(zhuǎn)周期在變慢，選擇地球自轉(zhuǎn)事件作為不變時(shí)間的基礎(chǔ)是不太妥當(dāng)?shù)?1956年國際天文學(xué)會(huì)便以地球公轉(zhuǎn)替代地球自轉(zhuǎn)作為時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)單位的基礎(chǔ)，并定出歷書時(shí)的基本時(shí)間單位“秒”定義為1900年回歸年時(shí)長的1/315567.4．原子時(shí)由于地球、太陽等天體的能量E在外界其他天體的攝動(dòng)作用下也會(huì)發(fā)生變化，故天體時(shí)鐘的標(biāo)準(zhǔn)也要發(fā)生變化．一個(gè)天然鐘必須具備的條件很好的滿足．原子中能級(jí)間的躍遷時(shí)間這一事件在現(xiàn)在看來是恒時(shí)的．因此，1967年國際計(jì)量大會(huì)又采納了新的時(shí)間基本單位定義：1秒鐘等于銫—133原子在其F＝4→3，MF＝0→0的超精細(xì)能級(jí)躍遷中所對(duì)應(yīng)輻射的9192631770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間．原子時(shí)以其極高的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域確定了自己的地位．或許我們的同學(xué)在以后還能找出更精確的恒定不變的事件來定義新的基本時(shí)間單位．原子鐘的發(fā)明史到20世紀(jì)20年代，最精確的時(shí)鐘還是依賴于鐘擺的有規(guī)則擺動(dòng)．取代它們的更為精確的時(shí)鐘是基于石英晶體有規(guī)則振動(dòng)而制造的，這種時(shí)鐘的誤差每天不大于千分之一秒．即使如此精確，它還是不能滿足科學(xué)家們研究愛因斯坦引力論的需要．根據(jù)愛因斯坦的理論，在引力場內(nèi)，空間和時(shí)間都會(huì)彎曲，因此，在珠穆朗瑪峰頂部的一個(gè)時(shí)鐘，比海平面處完全相同的一個(gè)時(shí)鐘平均每天快三千萬分之一秒．所以精確測定時(shí)間的唯一辦法只能是通過原子本身的微小振動(dòng)來控制計(jì)時(shí)鐘．20世紀(jì)30年代，美國哥倫比亞大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的拉比和他的學(xué)生在研究原子及其原子核的基本性質(zhì)時(shí)所獲得的成果使基于上述原子計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)鐘研制取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展．在拉比設(shè)想的時(shí)鐘里，處于某一特定的超精細(xì)態(tài)的一束原子穿過一個(gè)振動(dòng)電磁場，場的振動(dòng)頻率與原子超精細(xì)躍遷頻率越接近，原子從電磁場吸收的能量就會(huì)越多，并因此而經(jīng)歷從原先的超精細(xì)態(tài)到另一態(tài)的躍遷．反饋回路可調(diào)節(jié)振動(dòng)場的頻率，直到所有原子均能躍遷．原子鐘就是利用振動(dòng)場的頻率作為節(jié)拍器來產(chǎn)生時(shí)間脈沖．目前，振動(dòng)場頻率與原子共振頻率已達(dá)到完全同步的水平.1949年，拉比的學(xué)生拉姆齊提出，使原子兩次穿過振動(dòng)電磁場，其結(jié)果可使時(shí)鐘更加精確.1989年，拉姆齊因此而獲得了諾貝爾獎(jiǎng)．二戰(zhàn)后，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局和英國國家物理實(shí)驗(yàn)室都宣布，要以原子共振研究為基礎(chǔ)來確定原子時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)．世界上第一個(gè)原子鐘是由美國國家物理實(shí)驗(yàn)室的埃森和帕里合作建造完成的，但這個(gè)鐘需要一個(gè)房間的設(shè)備，所以實(shí)用性不強(qiáng)．另一名科學(xué)家扎卡來亞斯使得原子鐘成為一個(gè)更為實(shí)用的儀器．扎卡來亞斯計(jì)劃建造一個(gè)被他稱為原子噴泉的、充滿了幻想的原子鐘，這種原子鐘非常精確，足以研究愛因斯坦預(yù)言的引力對(duì)于時(shí)間的作用．研制過程中，扎卡來亞斯推出了一種小型的原子鐘，可以從一個(gè)實(shí)驗(yàn)室方便地轉(zhuǎn)移到另一個(gè)實(shí)驗(yàn)室.1954年，他與麻省的摩爾登公司一起建造了以他的便攜式儀器為基礎(chǔ)的商用原子鐘．兩年后該公司生產(chǎn)出了第一個(gè)原子鐘，并在4年內(nèi)售出50個(gè)