Намиране (физика)

Определянето на местонахождението на нещо, намирането или определянето на местоположението на нещо, е основна идея на съвременната наука. Във физиката, за да кажем какво означава "да локализирам" или "местоположение", трябва да обясним с ясни думи как вършим работата по локализирането на нещо.

За неща с нашия размер обикновено използваме две начални точки, които са известни на всички, и след това измерваме от тези точки до нещата, на които искаме да дадем местоположение. Можем да започнем с Плимутската скала и камъка Бларни. След това можем да кажем: "Корабът на капитан Смит е на 1400 мили от Плимутската скала и се движи към Бларни Стоун". Или в друг случай можем да кажем: "Корабът на капитан Джоунс може да бъде намерен, като се начертае линия от Плимутската скала до камъка Бларни, намери се точка на 700 мили по тази линия от Плимутската скала, направи се ляв завой на 90° при достигане на тази точка от Плимутската скала и след това се изминат още 90 мили.

Ако разполагаме с някакъв добър начин за познаване на посоките на компаса, можем да кажем нещо от рода на: "Отидете на три мили северно от онази голяма бяла скала там и след това отидете на две мили източно от тази точка. Това е мястото, където сложих златото."

Намирането на местонахождението на нещо обикновено става, като го видите някъде, чуете някъде, усетите някъде и т.н. Понякога знаем къде се намира нещо, като гледаме снимка, откриваме го с радар или го пинг-ваме със сонар.

Много по-трудно е да се открие електрон, фотон или каквото и да е друго нещо с толкова малки размери. Можем да конструираме източник на светлина, който произвежда само по един фотон в даден момент. Можем да насочим източника на светлина към парче фотографски филм, да оставим източника на светлина да произведе един фотон и след това да проявим фотографския филм. Ако разполагаме с много чувствителен фотографски филм, който може да бъде потъмнен само от един фотон, тогава бихме открили миниатюрно сребърно петънце там, където е попаднал фотонът. Атомът на среброто е много по-голям от фотона, така че би имало известна неяснота относно мястото, където е попаднал фотонът, но хората вероятно биха се съгласили, че фотонът трябва да е попаднал някъде в мишената, образувана от атома на среброто. Въпреки това всичко, което можем да кажем, е, че фотонът трябва да се е намирал в тази точка, когато е приключил съществуването си. Когато фотонът е погълнат от електрон, той отдава енергията си на електрона и изчезва. Така че, когато за кратко е бил на някакво определено място, той веднага е загубил цялото си движение.

Друг начин за определяне на местоположението на фотона е да го накарате да премине през малко място. Знаейки кога източникът на светлина изпраща фотон и знаейки скоростта на светлината, можем да разберем кога той трябва да премине през дупка в пластина, поставена в центъра на пътя му към филма. Постепенно можем да се доближаваме все повече и повече до откриването на точното място, където се намира в средата на своя полет. Въпреки това пътят, който то ще поеме оттам нататък, става все по-див. Това е така, защото когато фотонът преминава през подобна дупка, той изпитва дифракция.

Въпроси и отговори

В: Каква е основната идея на съвременната наука?

В: Как по принцип определяме местоположението на нещата, които са с нашите размери?

В: Как можем да намерим местоположението на един кораб?

Въпрос: Как определяте местонахождението на малки обекти като електрони или фотони?

Въпрос: Какво се случва, когато фотоните се поглъщат от електрони?

Търсене по буква