چگونه تلفن همراهت میداند تو دقیقا کجا هستی؟ - ویلتون ل. ویرگو
-
0:07 - 0:10چگونه تلفن همراهت
میداند تو دقیقا کجا هستی؟ -
0:10 - 0:14جواب این سوال در ۱۹,۳۱۲
کیلومتری بالای سرت است -
0:14 - 0:18در یک ماهوارهی در گردش که زمان
را با یک ساعت کوانتومی نگه میدارد -
0:18 - 0:21که توسط فیزیک کوانتوم کار میکند.
-
0:21 - 0:22آخیش.
-
0:22 - 0:24بگذار این را کمی توضیح دهیم.
-
0:24 - 0:29اولا، چرا مهم است بدانیم در
یک ماهواره ساعت چند است -
0:29 - 0:32وقتی که « مکان » آن چیزی
است که دنبالش هستیم؟ -
0:32 - 0:34اولین چیز این است که،
گوشی تو باید مشخص کند -
0:34 - 0:38چقدراز ماهواره فاصله دارد.
-
0:38 - 0:41هر یک از ماهوارهها بطور دائمی
سیگنالهای رادیویی میفرستد -
0:41 - 0:46که از فضا تا گوشی تو
با سرعت نور سفر میکند. -
0:46 - 0:49گوشی تو زمان رسیدن سیگنال را ذخیره میکند
-
0:49 - 0:52و از آن استفاده میکند تا
فاصله ماهواره را محاسبه کند -
0:52 - 0:58با استفاده از این فرمول ساده،
فاصله = سی x زمان -
0:58 - 1:03که سی سرعت نور است و زمان
مقدار زمان سفر سیگنال است. -
1:03 - 1:04ولی یک مشکلی وجود دارد.
-
1:04 - 1:06نور بسیار سریع است.
-
1:06 - 1:10اگر ما قادر بودیم تا فقط زمان را
تا کمترین ثانیه محاسبه کنیم، -
1:10 - 1:13تمام مکانها روی زمین، و فراتر،
-
1:13 - 1:16به نظر میرسید که همهی آنها
یکسان از ماهواره فاصله دارند. -
1:16 - 1:20پس برای اینکه آن مسافت را
در چندین پا محاسبه کنیم، -
1:20 - 1:24ما به بهترین ساعت که تا
الان اختراع شده نیاز داریم. -
1:24 - 1:28با ساعت اتمی آشنا شوید،
بعضی از آنها آنقدر دقیق هستند که -
1:28 - 1:31آنها حتی یک ثانیه را از
دست نمیدهند یا اضافه نمیکنند -
1:31 - 1:36حتی اگر برای ۳۰۰ میلیون سال کار کنند.
-
1:36 - 1:39ساعتهای اتمی به دلیل
فیزیک کوانتوم کار میکنند. -
1:39 - 1:42تمام ساعتها باید یک
فرکانسی متوالی داشته باشند. -
1:42 - 1:45به عبارتی دیگر، یک ساعت باید
یک عمل تکراری را انجام دهد -
1:45 - 1:49تا افزایش معادل زمان را علامت بزند.
-
1:49 - 1:53مثله یک ساعت آونگدار که به نوسان جلو وعقب
-
1:53 - 1:56رفتن یک آونگ زیر جاذبه تکیه میکند.
-
1:56 - 1:58تیک تاک یک ساعت اتمی
-
1:58 - 2:03توسط انتقال انرژی بین یک اتم حفظ میشود.
-
2:03 - 2:06اینجاست که فیزیک کوانتوم وارد عمل میشود.
-
2:06 - 2:09مکانیک کوانتوم میگوید
که اتمها انرژی دارند، -
2:09 - 2:13ولی آنها نمیتوانند
مقدارهای دلخواهانه بگیرند. -
2:13 - 2:18درعوض، انرژی اتمی به
اندازههای دقیق تقسیم بندی شده است. -
2:18 - 2:20ما به اینها کوانتا میگوییم.
-
2:20 - 2:24برای یک مثال ساده، فرض کنید دارید
یک ماشین را در یک آزادراه میرانید. -
2:24 - 2:26چنانکه سرعتت را زیاد میکنی،
-
2:26 - 2:32تومعمولا به طور مداوم ازمثلا ۳۲/۲کیلومتر
بر ساعت تا ۱۱۲/۷کیلومتر بر ساعت میروی. -
2:32 - 2:35ولی، اگر تو یک ماشین اتمیک کوانتومی داشتی،
-
2:35 - 2:38تو به صورت معمولی شتاب پیدا نمیکنی.
-
2:38 - 2:44درعوض، تو مستقیما از یک سرعت
به دیگری میپری، انتقال پیدا میکنی. -
2:44 - 2:49برای یک اتم، وقتی انتقال از یک
مرحله به مرحلهی دیگر اتفاق میافتد، -
2:49 - 2:50فیزیک کوانتوم میگوید که
-
2:50 - 2:55اختلاف انرژی مساوی است با یک فرکانس مشخص،
-
2:55 - 2:57ضربدر یک مقدار ثابت،
-
2:57 - 3:03جایی که تغییر در انرژی مساوی است
با یک عدد، که مقدار ثابت پلانک نام دارد، -
3:03 - 3:05ضربدر فرکانسی.
-
3:05 - 3:10آن فرکانس مشخص همان چیز است
که برای ساختن ساعتمان نیاز داریم. -
3:10 - 3:16ماهوارههای جی پی اس به اتمهای سزیم و
روبییدیم برای فرکانسهای ثابت تکیه میکنند -
3:16 - 3:19در مسئلهی سزیم ۱۳۳،
-
3:19 - 3:29فرکانسی مشخص ساعت ۹,۱۹۲,۶۳۱,۷۷۰ هرتز است.
-
3:29 - 3:32آن ۹ میلیارد چرخش بر ثانیه هستش.
-
3:32 - 3:34آن یک ساعت واقعا سریعی است.
-
3:34 - 3:36اهمیت ندارد که یک ساعتساز چقدر ماهر است،
-
3:36 - 3:38تمام آونگها، مکانیسمهای پایانی و
-
3:38 - 3:43کریستال کوارتز در فرکانسیهای
کمی متفاوت طنین میاندازند. -
3:43 - 3:47ولی، تمامیه اتمهای سزیم ۱۳۳ در جهان
-
3:47 - 3:51در فرکانسی یکسانی نوسان میکنند.
-
3:51 - 3:53با کمک ساعت اتمی،
-
3:53 - 3:57ما یک ساعت با دقت ۱ میلیاردم ثانیه داریم،
-
3:57 - 4:02و یک اندازهگیری بسیار دقیق فاصله ماهواره.
-
4:02 - 4:07اصلا حقیقت اینکه تو حتما روی
زمین هستی را فراموش کنیم. -
4:07 - 4:10ما الان میدانیم که تو یک فاصلهی ثابت
از ماهواره فاصله داری. -
4:10 - 4:13به عبارت دیگر، تو یکجایی
روی یک سطح کروی هستی -
4:13 - 4:16در حوالی ماهواره قرار داری.
-
4:16 - 4:18فاصلهات را از یک ماهوارهی محاسبه کن
-
4:18 - 4:21و تو یک کره روهم افتادهی دیگری داری.
-
4:21 - 4:22کارت را ادامه بده،
-
4:22 - 4:24و فقط با چهار اندازهگیری
-
4:24 - 4:27و کمی تصحیح با استفاده
از قانون نسبیت انیشتین، -
4:27 - 4:34تو میتوانی موقعیتت را با دقت بالا
در یک نقطه در فضا مشخص کنی. -
4:34 - 4:35پس فقط به اینها احتیاج داری:
-
4:35 - 4:38یک شبکه ماهوارهای مولتیمیلیاردی،
-
4:38 - 4:40نوسان کردن اتمهای سزیوم،
-
4:40 - 4:41فیزیک کوانتوم،
-
4:41 - 4:42نسبیت،
-
4:42 - 4:43یک گوشی همراه
-
4:43 - 4:46و تو.
-
4:46 - 4:47مشکلی نیست.
- Title:
- چگونه تلفن همراهت میداند تو دقیقا کجا هستی؟ - ویلتون ل. ویرگو
- Speaker:
- ویلتون ل. ویرگو
- Description:
-
تمامیه درس را نگاه کنید: http://ed.ted.com/lessons/how-does-your-smartphone-know-your-location-wilton-l-virgo
جی پی اس میتواند بسیار مفید باشد هنگام نقشهبرداری یک راه سفر یا پیدا کردن یک رویداد نزدیک. ولی گوشی همراهت چگونه میداند تو کجا هستی؟ ویلتون ل. ویرگو توضیح میدهد که چگونه جواب در 12000 متری بالای سرت است، در یک ماهواره در گردش که زمان را با استفاده از یک ساعت اتمی نگه میدارد که با فیزیک کوانتوم کار میکند
درس از ویلتون ل. ویرگو، انیمیشن از نیک هیلدیچ. - Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:04
Leila Ataei approved Persian subtitles for How does your smartphone know your location? | ||
Leila Ataei edited Persian subtitles for How does your smartphone know your location? | ||
Black Note accepted Persian subtitles for How does your smartphone know your location? | ||
Black Note edited Persian subtitles for How does your smartphone know your location? | ||
Bita Yekta declined Persian subtitles for How does your smartphone know your location? | ||
Bita Yekta edited Persian subtitles for How does your smartphone know your location? | ||
Black Note edited Persian subtitles for How does your smartphone know your location? | ||
Black Note edited Persian subtitles for How does your smartphone know your location? |