Mikrosekunde (µs)
Die Mikrosekunde ist ein Millionstel einer Sekunde, eine Dauer, in der Licht nur 300 Meter zurücklegt. Sie nimmt eine Zeitskala ein, die für die menschliche Wahrnehmung unsichtbar, aber für moderne Technologie unverzichtbar ist. Radarsysteme messen die Hin- und Rücklaufzeit von Funkimpulsen in Mikrosekunden, um die Entfernung zu Flugzeugen zu bestimmen. Die Speicherchips in Ihrem Computer rufen Daten aus dem Cache in ein bis zehn Mikrosekunden ab. Medizinische Ultraschallgeräte senden und empfangen Schallimpulse mit Mikrosekundengenauigkeit, um Bilder innerer Organe zu erstellen.
Definition
Eine Mikrosekunde entspricht 0,000001 Sekunden oder 1/1.000.000 einer Sekunde. Sie entspricht 1.000 Nanosekunden. Eine Millisekunde enthält genau 1.000 Mikrosekunden. Eine Sekunde enthält genau 1.000.000 Mikrosekunden.
Geschichte
Die Mikrosekunde wurde mit der Entwicklung der Vakuumröhrenelektronik in der ersten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts zu einer praktischen Maßeinheit. Frühe Funkingeinieure mussten die Dauer übertragener Impulse und die Ausbreitungsverzögerungen in Schaltkreisen beschreiben, und die Sekunde war bei weitem zu groß. Die Radarentwicklung während und nach dem Zweiten Weltkrieg machte Mikrosekundentiming kritisch: Die Entfernung zu einem Ziel wird aus der Zeit berechnet, die ein Radarimpuls für die Rückkehr benötigt, und bei Funkwellengeschwindigkeiten bedeutet das die Messung von Intervallen von wenigen bis einigen hundert Mikrosekunden.
Häufige Verwendungen
Radarsysteme verwenden Mikrosekunden zur Messung der Zielreichweite. Ein Radarimpuls, der nach 6,7 Mikrosekunden zurückkehrt, hat eine Seemeile zurückgelegt. Die medizinische Ultraschallbildgebung sendet Schallimpulse in den Körper und hört auf Echos; die Zeitverzögerung, in Mikrosekunden gemessen, gibt die Tiefe von Gewebegrenzen an. Bei GPS-Empfängern werden die Ankunftszeiten von Satellitensignalen mit Sub-Mikrosekunden-Genauigkeit gemessen, um die Position zu berechnen. In der Fotografie haben Hochgeschwindigkeits-Elektronenblitzgeräte Impulsdauern von wenigen Mikrosekunden.
Wussten Sie? Fakten über Mikrosekunde
- Licht legt in einer Mikrosekunde genau 299,792 Meter zurück, fast genau 300 Meter. Funkingeinieure nutzen dies zur mentalen Berechnung von Radarentfernungen: Ein Hin- und Rücklauf von 1 Mikrosekunde bedeutet, dass das Ziel 150 Meter entfernt ist.
- Der gesamte Apollo-11-Missionscomputer, der die Astronauten zum Mond und zurück führte, hatte eine Taktzykluszeit von etwa 11,7 Mikrosekunden. Ein moderner Smartphone-Prozessor schließt denselben Zyklus in weniger als einer Nanosekunde ab.
- Blitzeinschläge dauern insgesamt etwa 200.000 Mikrosekunden, aber der sichtbare Rückwärtsblitz, der helle Lichtblitz, den Sie sehen, dauert nur etwa 70 Mikrosekunden.
- Das menschliche Nervensystem überträgt Signale mit einer Geschwindigkeit von etwa 70 Metern pro Sekunde, was bedeutet, dass ein Nervensignal etwa 14 Mikrosekunden benötigt, um einen Millimeter zu reisen.
- WLAN-Signale bewegen sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch die Luft. Der Hin- und Rückweg von Ihrem Gerät zu einem Router einen Meter entfernt dauert etwa 6,7 Nanosekunden, aber Verarbeitungsverzögerungen in der Hardware fügen Hunderte von Mikrosekunden hinzu.