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时间单位秒，最早是利用地球自转运动来规定的。天文工作者把太阳连续两次通过观察者所在子午线上空的时间定为24小时，叫做“太阳日”。但是实际上地球自转的周期是不稳定的，太阳日有长有短，因此，国际上就采用一年内各太阳日的平均值作为24小时，称为“平太阳日”。
19世纪末，将一个平太阳日的1／86400作为1秒，并把这种以地球自转为基础的时间计量系统称为世界时。
随着科学技术的发展。秒的定义曾经作过两次重大修改。
20世纪以来，发现地球的自转运动存在着不规则变化，并有减慢的趋势，这样就使得世界时“秒”逐年变化，不能保持恒定。因此，按此定义复现秒的准确度只能达到1×10－8。1960年第十一届国际计量大会决定采用历书时代替世界时。历书时是以地球的公转运动为基础的。历书时规定从1900年1月0日12时整起算的回归年的1／31556925．9747作为1秒。按此定义复现秒的准确度提高到1×10－9。但是，历书时通常是由长时间的天文观测来测定的，观测精度较低，无法满足科学技术的飞速发展。1967年第十三届国际计量大会决定用原子时取代历书时，原子时的秒定义为：“秒是铯—133原子基态的两个越精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期所持续的时间”。按此定义复现秒的准确度已超过1×10－13。
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