
一种精密计时仪器。利用分子能级跃迁吸收或发射一定频率电磁波的特性制成。可用来校正石英钟及作为频率标准。
分子钟(fēn zǐ zhōng)是现代汉语中的专业术语,指利用分子能级跃迁频率作为时间测量基准的高精度计时装置。其核心含义包含以下三层:
据《现代汉语词典》释义,分子钟指“基于分子内部能级跃迁的稳定性,通过电磁波辐射频率测定时间的精密仪器”。其核心特征为:
指物质保持化学性质的最小单元,此处特指具有稳定能级结构的微观粒子(如氨分子NH₃、氢分子H₂)。
泛指计时仪器,强调其周期性运动的规律性,与“原子钟”构成术语层级关系。
分子钟通过激光或微波激发分子能级跃迁(如氨分子的反转跃迁),利用公式:
$$ Delta E = h u $$
($Delta E$为能级差,$h$为普朗克常数,$ u$为辐射频率)
将频率$ u$转化为时间标准,实现$10^{-15}$量级的计时精度(相当于3000万年误差1秒)。
权威参考:
- 中国社会科学院语言研究所. 《现代汉语词典》(第7版). 商务印书馆, 2016.
(注:因专业术语释义需依托权威辞书,此处未提供网络链接。实际应用中建议补充中国科学院国家授时中心等机构的技术文档作为延伸阅读)
分子钟(Molecular Clock)是生物学中用于估算物种进化时间的一种理论模型。其核心假设是:DNA、蛋白质等生物大分子的突变速率在进化过程中相对恒定,因此可以通过分子差异量推算物种分化的时间。
分子演化速率
分子钟认为,基因或蛋白质序列的突变积累速率近似恒定。例如,若某基因平均每百万年发生1%的差异,两个物种若存在5%的差异,则可能分化于约500万年前。
中性理论支持
该理论基于“中性演化假说”,即大部分分子变异是中性突变(不影响生存)的随机固定,因此突变速率受时间主导,而非自然选择。
校准与化石结合
分子钟需通过化石记录或其他已知分化事件校准。例如,若化石显示某类群在1亿年前分化,其基因差异量可作为基准速率。
若突变速率为每年每碱基位点( lambda ),分化时间( t )可通过差异比例( d )计算:
$$
t = frac{d}{2lambda}
$$
(公式假设差异在两条进化路径中累积,故除以2)
分子钟为理解生物进化提供了时间维度,但需结合多学科证据综合验证。
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