Return to Video

โทรศัพท์สมาร์ทโฟนของคุณ รู้ตำแหน่งของคุณได้อย่างไร ? - Wilton L. Virgo

  • 0:07 - 0:10
    โทรศัพท์สมาร์ทโฟนของคุณ
    รู้ตำแหน่งของคุณได้อย่างไร ?
  • 0:10 - 0:14
    คำตอบนั้นอยู่บนระยะทางกว่า 12,000 ไมล์
    เหนือศีรษะของคุณ
  • 0:14 - 0:18
    ในดาวเทียมที่โครจร
    และใช้นาฬิกาอะตอมนับเวลา
  • 0:18 - 0:21
    ซึ่งใช้หลักการของกลศาสตร์ควอนตัม
  • 0:21 - 0:22
    อู้ว!
  • 0:22 - 0:24
    มาลงรายละเอียดกัน
  • 0:24 - 0:29
    เริ่มแรกสุด ทำไมมันจึงสำคัญ
    กับการต้องรู้เวลาที่อยู่บนดาวเทียม
  • 0:29 - 0:32
    ในเมื่อตำแหน่งนั้น
    มันขึ้นอยู่กับเรา ?
  • 0:32 - 0:34
    ข้อแรก
    โทรศัพท์ของคุณต้องค้นหา
  • 0:34 - 0:38
    ว่ามันอยู่ห่างจากดาวเทียมไกลแค่ไหน
  • 0:38 - 0:41
    แต่ละดาวเทียมจะปล่อย
    สัญญาณวิทยุตลอดเวลา
  • 0:41 - 0:46
    มันเดินทางจากในอวกาศ
    ถึงโทรศัพท์ของคุณ ด้วยความเร็วแสง
  • 0:46 - 0:49
    โทรศัพท์จะบันทึก
    ณ เวลาที่สัญญาณมาถึง
  • 0:49 - 0:52
    และใช้มันคำนวนระยะห่างจากดาวเทียม
  • 0:52 - 0:58
    โดยใช้สูตรคำนวนง่ายๆ
    ระยะทาง = c x เวลา
  • 0:58 - 1:03
    โดยที่ c คือความเร็วของแสง
    และเวลา คือนานเท่าไรที่สัญญาณใช้เดินทาง
  • 1:03 - 1:04
    แต่มันก็เกิดปัญหา
  • 1:04 - 1:06
    แสงนั้นมีความเร็วมหาศาล
  • 1:06 - 1:10
    ถ้าเราเราใช้แค่การคำนวน
    เวลาที่ใกล้เคียงวินาทีนี้
  • 1:10 - 1:13
    ทุกตำแหน่งบนโลก หรือไกลกว่านั้น
  • 1:13 - 1:16
    จะต้องมีระยะห่างที่เท่ากัน
    จากดาวเทียมเป็นแน่
  • 1:16 - 1:20
    ดังนั้นการคำนวนระยะห่าง
    ในระยะทางที่ไม่มากนี้
  • 1:20 - 1:24
    เราต้องการนาฬิกาที่เยี่ยมที่สุดเท่าที่เคยสร้าง
  • 1:24 - 1:28
    นำไปสู่นาฬิกาอะตอม
    ที่ซึ่งมีความแม่นยำสูง
  • 1:28 - 1:31
    พวกมันไม่เร็วหรือช้าไปซักวินาทีเดียว
  • 1:31 - 1:36
    แม้มันจะต้องทำงาน
    ไปอีก 300ล้านปีก็ตาม
  • 1:36 - 1:39
    นาฬิกาอะตอมทำงานได้
    เพราะควอนตัมฟิสิกส์
  • 1:39 - 1:42
    ทุกๆ ตัวจะต้องมีความถี่คงที่ตลอด
  • 1:42 - 1:45
    พูดอีกอย่างคือ นาฬิกาจะต้อง
    มีการกระทำซ้ำๆ
  • 1:45 - 1:49
    ที่จะไม่ทำให้มีการเพิ่มขึ้นของเวลา
  • 1:49 - 1:53
    เหมือนกับที่นาฬิกาลูกตุ้ม
    มีการแกว่งตลอดเวลา
  • 1:53 - 1:56
    กลับไปกลับมาภายใต้แรงโน้มถ่วง
  • 1:56 - 1:58
    เสียงติ๊ก ต๊อก ของนาฬิกาอะตอม
  • 1:58 - 2:03
    นั้นขึ้นอยู่กับการส่งผ่าน
    พลังงานระหว่างกันในอะตอม
  • 2:03 - 2:06
    จุดนี้เองที่ควอนตัมฟิสิกส์
    เข้ามามีบทบาท
  • 2:06 - 2:09
    ในกลศาสตร์ควอนตัม
    อะตอมนั้นมีพลังงาน
  • 2:09 - 2:13
    แต่มันก็ไม่สามารถ
    มีปริมาตรอะไรก็ได้
  • 2:13 - 2:18
    พลังงานในอะตอม
    จะมีระดับที่เที่ยงตรงของมันเอง
  • 2:18 - 2:20
    เราเรียกสิ่งนี้ว่า ควอนต้า
  • 2:20 - 2:24
    หรือจะเปรียบๆ ง่าย
    ให้คิดถึงการขับรถบนทางด่วน
  • 2:24 - 2:26
    ณ จุดที่คุณเร่งความเร็ว
  • 2:26 - 2:32
    โดยปกติความเร็วของคุณจะเพิ่มอย่างต่อเนื่อง
    จาก 20 ไมล์/ชม. สู่ 70 ไมล์/ชม.
  • 2:32 - 2:35
    แล้วตอนนี้ ถ้าคุณมีรถควอนตัมอะตอม
  • 2:35 - 2:38
    คุณไม่สามารถเพิ่มความเร็ว
    ได้ในแบบปกติ
  • 2:38 - 2:44
    แต่ คุณจะกระโดดข้าม หรือเปลี่ยน
    จากความเร็วหนึ่ง ไปอีกอันหนึ่ง
  • 2:44 - 2:49
    สำหรับอะตอม เมื่อมันเปลี่ยน
    ระดับพลังงานไปยังอีกระดับ
  • 2:49 - 2:50
    ทางกลศาสตร์ควอนตัมแล้ว
  • 2:50 - 2:55
    พลังงานที่ต่างกันนี้
    มันก็คือความถี่จำเพาะ
  • 2:55 - 2:57
    คุณด้วยค่าคงที่
  • 2:57 - 3:03
    จุดที่พลังงานเปลี่ยนแปลง
    เท่ากับ จำนวนค่าคงที่ของพลังค์
  • 3:03 - 3:05
    คูณด้วยความถี่
  • 3:05 - 3:10
    ความถี่จำเพาะนี้เอง
    ที่เราต้องการเพื่อใช้สร้างนาฬิกา
  • 3:10 - 3:16
    ดาวเทียม GPS ใช้อะตอมของซีเซียม
    และ รูบิเดียมเป็นความถี่พื้นฐาน
  • 3:16 - 3:19
    ในกรณีของ ซีเซียม 133
  • 3:19 - 3:29
    ความถี่นาฬิกาจำเพาะ
    มีค่า 9,192,631,770 เฮิรตซ์
  • 3:29 - 3:32
    หรือกว่า 9 พันล้านรอบต่อวินาที
  • 3:32 - 3:34
    นั่นเป็นนาฬิกาที่รวดเร็วมาก
  • 3:34 - 3:36
    ไม่สำคัญว่าความสามารถ
    ของคนสร้างนาฬิกาจะเป็นแบบไหน
  • 3:36 - 3:38
    ทุกลูกตุ้มแกว่ง หรือการทำงานของกลไก
  • 3:38 - 3:43
    และ การสะท้อนของผลึกควอทซ์
    มันจะมีความถี่ที่แตกต่างกันเล็กน้อย
  • 3:43 - 3:47
    แต่ทว่าซีเซียม 113 ทุกๆ ตัวในจักรวาล
  • 3:47 - 3:51
    มีการสั่นตัวด้วยความถี่ที่เหมือนกัน
  • 3:51 - 3:53
    ดังนั้นต้องขอบคุณนาฬิกาอะตอม
  • 3:53 - 3:57
    พวกเราสามารถอ่านเวลาได้อย่างถูกต้อง
    ใน 1พันล้านส่วนของวินาที
  • 3:57 - 4:02
    และมีความแม่นยำในระยะห่าง
    จากดาวเทียมสูง
  • 4:02 - 4:07
    เรามามองข้ามความจริงที่ว่า
    คุณอยู่บนโลกแน่ๆ
  • 4:07 - 4:10
    ตอนนี้เรารู้ระยะห่างที่แน่นอนของคุณ
    จากดาวเทียม
  • 4:10 - 4:13
    พูดอีกแบบคือ คุณอยู่ที่ไหนซักที่
    บนพื้นผิวของทรงกลม
  • 4:13 - 4:16
    ซึ่งมีดาวเทียมเป็นจุดศูนย์กลาง
  • 4:16 - 4:18
    คำนวนระยะห่างของคุณจากดาวเทียมอีกดวง
  • 4:18 - 4:21
    และคุณก็ได้ทรงกลมซ้อนทับอีกอัน
  • 4:21 - 4:22
    ทำแบบนี้ซ้ำอีก
  • 4:22 - 4:24
    และด้วยการวัดสี่ค่า
  • 4:24 - 4:27
    พร้อมด้วยการแก้ไขเล็กน้อย
    โดยใช้ทฤษฏีสัมพันธภาพของไอสไตน์
  • 4:27 - 4:34
    คุณก็สามารถชี้ตำแหน่งของคุณเอง
    ได้ตรงกับจุดที่คุณอยู่
  • 4:34 - 4:35
    แล้วนี่ก็คือทั้งหมดที่ต้องใช้
  • 4:35 - 4:38
    เครือข่ายดาวเทียม
    มูลค่าหลายพันล้านดอลล่าร์
  • 4:38 - 4:40
    การสั่นของอะตอมซีเซียม
  • 4:40 - 4:41
    กลศาสตร์ควอนตัม
  • 4:41 - 4:42
    สัมพันธภาพ
  • 4:42 - 4:43
    โทรศัพท์สมาร์ทโฟน
  • 4:43 - 4:46
    และก็ตัวคุณ
  • 4:46 - 4:47
    ไม่มีปัญหา
Title:
โทรศัพท์สมาร์ทโฟนของคุณ รู้ตำแหน่งของคุณได้อย่างไร ? - Wilton L. Virgo
Speaker:
Wilton L. Virgo
Description:

ดูบทเรียนเต็มได้ที่ http://ed.ted.com/lessons/how-does-your-smartphone-know-your-location-wilton-l-virgo

แอพตำแหน่ง GPS บนสมาร์ทโฟนสามารถช่วยอำนวยความสะดวกเมื่อค้นหาเส้นทางบนแผนที่ หรือหาตำแหน่งใกล้เคียง แต่สมาร์ทโฟนใช้วิธีใดหาว่าคุณอยู่ที่ไหน? Wilton L. Virgo อธิบายถึงคำตอบที่อยู่สูงกว่า 12,000 ไมล์เหนือศีรษะของคุณ ในดาวเทียมที่โครจรซึ่งมีนาฬิกาอะตอมทำงานอยู่ภายใต้กลศาสตร์ควอนตัม

บทเรียนโดย Wilton L. Virgo อนิเมชั่นโดย Nick Hilditch
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:04

Thai subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.