Lociranje (fizika)
Ugotavljanje lokacije nečesa, iskanje ali določanje lokacije nečesa, je osnovna ideja sodobne znanosti. V fiziki, da bi lahko povedali, kaj pomeni "locirati" ali "lokacija", moramo jasno razložiti, kako opravimo delo lociranja nečesa.
Za stvari naše velikosti običajno uporabimo dve začetni točki, ki sta vsem znani, nato pa merimo od teh točk do stvari, ki ji želimo določiti lokacijo. Začnemo lahko s Plymouthsko skalo in kamnom Blarney. Potem lahko rečemo: "Ladja kapitana Smitha je od Plymouth Rock oddaljena 1400 milj proti Blarney Stone." V drugem primeru bi lahko rekli: "Ladjo kapitana Jonesa lahko najdemo, če potegnemo črto od Plymouth Rock do Blarney Stone, poiščemo točko 700 milj vzdolž te črte od Plymouth Rock, zavijemo levo za 90°, ko dosežemo to točko od Plymouth Rock, in nato prepotujemo še dodatnih 90 milj.
Če dobro poznamo smer kompasa, lahko rečemo nekaj takega: "Pojdite tri milje severno od tiste velike bele skale in nato dve milji vzhodno od te točke. Tam sem odložil zlato."
Lokacijo nečesa običajno določimo tako, da to nekje vidimo, nekje slišimo, nekje čutimo itd. Včasih vemo, kje se nekaj nahaja, tako da pogledamo fotografijo, najdemo z radarjem ali s sonarjem.
Veliko težje je najti elektron, foton ali kaj drugega, kar je približno tako majhno. Sestavimo lahko vir svetlobe, ki naenkrat proizvede le en foton. Vir svetlobe lahko usmerimo v kos fotografskega filma, pustimo, da vir svetlobe ustvari en foton, in nato razvijemo fotografski film. Če bi imeli zelo občutljiv fotografski film, ki bi ga lahko zatemnil le en foton, bi na mestu, kjer je končal foton, našli droben delček srebra. Atom srebra je veliko večji od fotona, zato bi bilo nekoliko nejasno, kje je foton končal, vendar bi se ljudje verjetno strinjali, da je moral foton končati nekje v tarči, ki jo je tvoril atom srebra. Vse, kar lahko rečemo, je, da se je foton moral nahajati na tej točki, ko je končal svoj obstoj. Ko foton absorbira elektron, odda svojo energijo elektronu in izgine. Ko je bil torej za kratek čas na nekem določenem mestu, je takoj izgubil vse svoje gibanje.
Drugi način za lociranje fotona je, da ga spravimo skozi majhen prostor. Če vemo, kdaj vir svetlobe pošlje foton, in poznamo hitrost svetlobe, lahko vemo, kdaj mora iti skozi luknjo v ploščici, ki je postavljena na sredino njegove poti do filma. Postopoma se lahko vedno bolj približujemo ugotovitvi, kje točno se nahaja na sredini svojega leta. Vendar pa pot, ki jo bo ubral od tam naprej, postaja vedno bolj divja. To je zato, ker foton, ko gre skozi takšno luknjo, doživi difrakcijo.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je osnovna ideja sodobne znanosti?
O: Osnovna zamisel sodobne znanosti je dejanje lociranja nečesa ali iskanja in določanja lokacije nečesa.
V: Kako na splošno določamo lokacijo stvari, ki so približno enake naši velikosti?
O: Običajno uporabimo dve začetni točki, ki ju vsi poznamo, in nato merimo od teh točk do stvari, ki jo želimo locirati.
V: Kako lahko ugotovimo lokacijo ladje?
O: Lahko rečemo: "Ladja kapitana Smitha je 1400 milj od Plymouth Rocka in gre proti Blarney Stone." V drugem primeru bi lahko rekli: "Ladjo kapitana Jonesa lahko najdemo tako, da potegnemo črto od Plymouth Rocka do Blarney Stone, poiščemo točko 700 milj vzdolž te črte od Plymouth Rocka, zavijemo levo za 90°, ko dosežemo to točko od Plymouth Rocka, in nato prevozimo še dodatnih 90 milj. Če dobro poznamo smer kompasa, lahko rečemo nekaj takega: "Pojdite tri milje severno od tiste velike bele skale in nato pojdite dve milji vzhodno od te točke. Tam sem odložil zlato."
V: Kako določite lokacijo majhnih predmetov, kot so elektroni ali fotoni?
O: Najti elektron ali foton je veliko težje kot pri večjih predmetih. Eden od načinov za njihovo lociranje bi bil, da bi skonstruirali vir svetlobe, ki proizvaja le en foton naenkrat, in ga usmerili v fotografski film; če bi uporabili zelo občutljiv fotografski film, ki bi ga lahko zatemnil le en foton, bi se na srebru, kjer bi končal, pojavila drobna pikica. Drug način bi bil, da bi šel skozi majhno luknjico; če vemo, kdaj vir svetlobe pošlje foton in kakšna je njegova hitrost, lahko ugotovimo, kdaj mora na svoji poti proti fotografskemu filmu iti skozi omenjeno luknjico.
V: Kaj se zgodi, ko elektroni absorbirajo fotone?
O: Ko fotoni absorbirajo elektrone, oddajo svojo energijo elektronu in izginejo. Ko so torej za kratek čas na nekem določenem mestu, takoj izgubijo vsakršno gibanje.
