19世紀初，隨著物理學的快速發展，特別是量子物理學的建立，物理學家們認識到:原子內電子能級間的特征躍遷頻率，具有比天文現象高得多的穩定度，更適合于作為頻率標準/時間標準。科學家們用當時盡可能準確的天文秒長作“尺子”，盡可能準確地測量133Cs原子相應能級間的躍遷周期數。在1個天文秒里，他們數出銫原子的133同位素“振動”了9192631770次。

    1952年，全球第一臺原子鐘在英國面世。其后，更多先進的原子鐘在美、法等國問世。鑒于原子鐘卓越的準確度和穩定性，1967年第13屆國際計量大會(CGPM)重新定義了“秒”??用銫133Cs原子基態兩個超精細能級間的躍遷頻率替代了原有基于地球公轉和自轉的秒。這標志著原子時的誕生，宣告著一個以量子定義時間的新時代正式到來。從此，原子時取代了天文時，人類測量時間不再依靠觀星星測太陽了，實驗室型銫原子基準鐘成為復現秒定義的手段。今天，全球最好的銫原子噴泉鐘不確定度已經達到了10-16量級，比地球運動的穩定性高8個數量級，相當于幾億年不差一秒。

    秒是基本單位中準確度最高、應用最廣、最適于遠程傳遞的一個。長度單位米、電壓單位伏特，已經實現了以時間頻率定義，如果將其他物理量轉化成時間頻率測量，則有望大幅提高測量準確度!