曆史沿革
早期原子時間尺度由石英時鐘組成，頻率由單個原子鐘校準：原子鐘不是連續運轉的。原子計時服務于1955年在英國國家物理實驗室(NPL)的第一個铯原子鐘開始實驗。“格林尼治原子”(GA)的規模始于1955年的皇家格林威治天文台。1955年7月，國際時間局(BIH)開始使用當地的铯鐘，并使用VLF無線電信号的相位對遙遠的時鐘進行比較。美國海軍天文台開始了A。1956年9月13日，使用原子時的商業原子鐘，緊随其後的是國家标準局，位于科羅拉多州的博爾德。BIH量表和A。1被定義為1958年年初的一個時代:它被設定為在相應的UT2時刻閱讀朱利安日期2436204.5(1958年1月1日00:00:00)。BIH所使用的程序演變了，時間尺度的名稱也改變了1963年的“A3”和“TA(BIH)””在1969年。1991-2001年，這種同步不可避免地是不完美的，這取決于它在UT2的天文學上的實現。當時，由不同的觀測站所發布的UT2不同于百分之幾秒。
SI秒的定義是1967年的铯原子，1971年，國際原子時(TAI)被分配到一個基于SI秒的時間尺度，沒有閏秒。[7在這段時間内，檢測并糾正了原子時間的不規則性。1967年，有人建議，附近的群衆會導緻時鐘以不同的速度運行，但這在1968年被證明是不可靠的。
在20世紀70年代，由于重力時間的膨脹，參與TAI的時鐘在不同的速度下滴答作響，因此，結合的TAI刻度與不同時鐘的平均高度對應。從JulianDate2443144.5(1977年1月1日00:00:00)開始，校正應用于所有參與時鐘的輸出，因此TAI将對應于平均海平面(geoid)的适當時間。因為時鐘的平均水平遠高于海平面，這意味着TAI放慢了速度，大約是1萬億分之一。前未改正的時間尺度繼續以“EAL”(即自由原子尺度)的名義發表。
重力校正開始被應用的瞬間是一個以重心坐标時間(TCB)、地心坐标時間(TCG)和地球時間(TT)的時代，它代表了太陽系的三個基本時間尺度。這三種時間尺度都被定義為在這一時刻閱讀JD2443144.5003725(1977年1月1日00:32.184)。(偏移量是提供與舊的星曆時間的連續性。)從此以後，泰就變成了TT，方程TT(TAI)=TAI+32.184s。
TAI的持續存在在2007年的一封由BIPM到itu-r的信中被質疑，“如果沒有閏秒重新定義UTC,CCTF将考慮讨論壓制TAI的可能性，因為它将與持續UTC保持平行”。
UTC是一個不連續的(即定期調整閏秒)的時間尺度，由原子時間的線性變換組成。從1961年到1971年12月，在分秒閏秒内定期進行調整，使UTC接近UT2。後來這些調整隻在一秒鐘内完成，以接近UT1。這是一種折衷的安排，以便能夠公開播出時間尺度;1971年後，BIH原子時間的線性轉換意味着時間尺度更穩定，更容易在國際上同步。它繼續接近“UT1”這一事實意味着，需要一個普遍時間來源的航海任務繼續受到UTC公共廣播的良好服務。
概念
原子時的初始曆元規定為1958年1月1日世界時0時，秒長定義為铯-133原子基态的兩個超精細能級間在零磁場下躍遷輻射9192631770周所持續的時間。這是一種均勻的時間計量系統。由于世界時存在不均勻性和曆書時的測定精度低，1967年起，原子時已取代曆書時作為基本時間計量系統。原子時的秒長規定為國際單位制的時間單位，作為三大物理量的基本單位之一。原子時由原子鐘的讀數給出。國際計量局收集各國各實驗室原子鐘的比對和時号發播資料，進行綜合處理，建立國際原子時。
由原子鐘（見天文時計）導出的時間叫原子時，簡稱AT。它以物質内部原子運動的特征為依據。
原子時計量的基本單位是原子時秒。它的定義是：铯原子基态的兩個超精細能級間在零磁場下躍遷輻射9,192,631,770周所持續的時間。1967年第十三屆國際計量大會決定，把在海平面實現的上述原子時秒，規定為國際單位制中的時間單位。
原子時起點定在1958年1月1日0時0分0秒（UT），即規定在這一瞬間原子時時刻與世界時刻重合。但事後發現，在該瞬間原子時與世界時的時刻之差為0.0039秒。這一差值就作為曆史事實而保留下來。在确定原子時起點之後，由于地球自轉速度不均勻，世界時與原子時之間的時差便逐年積累。
根據原子時秒的定義，任何原子鐘在确定起始曆元後，都可以提供原子時。由各實驗室用足夠精确的铯原子鐘導出的原子時稱為地方原子時。全世界大約有20多個國家的不同實驗室分别建立了各自獨立的地方原子時。國際時間局比較、綜合世界各地原子鐘數據，最後确定的原子時，稱為國際原子時，簡稱TAI。TAI的起點是這樣規定的：取1958年1月1日0時0分0秒UT的瞬間作為同年同月同日0時0分0秒TAIs。
原理
根據量子物理學的基本原理，原子是按照不同電子排列順序的能量差，也就是圍繞在原子核周圍不同電子層的能量差，來吸收或釋放電磁能量的。這裡電磁能量是不連續的。當原子從一個“能量态”躍遷至低的“能量态”時，它便會釋放電磁波。這種電磁波特征頻率是不連續的，這也就是人們所說的共振頻率。同一種原子的共振頻率是一定的。
30年代，拉比和他的學生們在哥倫比亞大學的實驗室裡研究原子和原子核的基本特性。也就是在這裡，他們在依靠這種原子計時器來制造時鐘方面邁出了有價值的第一步。在其研究過程中，拉比發明了一種被稱為磁共振的技術。依靠這項技術，他便能夠測量出原子的自然共振頻率。為此他還獲得了1944年諾貝爾獎。同年，他還首先提出“要讨論讨論這樣一個想法”（他的學生這樣說道），也就是這些共振頻率的準确性如此之高，完全可以用來制作高精度的時鐘。他還特别提出要利用所謂原子的“超精細躍遷”的頻率。這種超精細躍遷指的是随原子核和電子之間不同的磁作用變化而引起的兩種具有細微能量差别的狀态之間的躍遷。在這種時鐘裡，一束處于某一特定“超精細狀态”的原子束穿過一個振蕩電磁場。當原子的超精細躍遷頻率越接近磁場的振蕩頻率，原子從磁場中吸收的能量就越多，從而産生從原始超精細狀态到另一狀态的躍遷。通過一個反饋回路，人們能夠調整振蕩場的頻率直到所有的原子完成了躍遷。原子鐘就是利用振蕩場的頻率即保持與原子的共振頻率完全相同的頻率作為産生時間脈沖的節拍器。
應用
人們日常生活需要知道準确的時間，生産、科研上更是如此。人們平時所用的鐘表，精度高的大約每年會有1分鐘的誤差，這對日常生活是沒有影響的，但在要求很高的生産、科研中就需要更準确的計時工具。目前世界上最準确的計時工具就是原子鐘，它是20世紀50年代出現的。原子鐘是利用原子吸收或釋放能量時發出的電磁波來計時的。由于這種電磁波非常穩定，再加上利用一系列精密的儀器進行控制，原子鐘的計時就可以非常準确了。用在原子鐘裡的元素有氫、铯(sè)、铷(rú)等。原子時是更為客觀更為恒定的時間基準，原子時的秒長更容易測定和應用，不需要進行長期的天文觀測，并且其穩定性和準确度都十分高，在二十世紀七十年代，已經能達到10－12的準确度，相當于30萬年不差一秒。現在，原子鐘的精度已經能達到10－14，相當于3000萬年不差一秒。這為天文、航海、宇宙航行提供了強有力的保障。
