PROFESOR: Bine ați revenit
la relativitatea specială A20.
În această ultimă secțiune
a acestui capitol,
am vorbit despre aplicațiile
și implicațiile
relativității speciale.
Am vorbit despre
sistemul de poziționare globală.  Cu
toții ați mai folosit GPS-ul
înainte, fie că este în mașină
când încercați să
vă găsiți drumul prin oraș
sau când mergeți la alergat și
doriți să măsurați cât de mult
și cât de repede
alergați de fapt.  Sistemul de
poziționare globală
este un set
de sateliți, toți echipați
cu ceasuri atomice.
Și sunt folosite pentru navigație
și au fost dezvoltate mai întâi
sub numele de Napster GPS.
Și GPS-ul este unul dintre multele
sisteme de navigație globale sau puținele globale.
Altele sunt GLONASS, BDS, Galileo
Systems dezvoltate în Europa,
în Rusia, în Japonia etc.
Această imagine de aici
vă arată cum
doriți să vedeți această vedere a
Pământului și apoi, la aproximativ 20.000 de
kilometri, GPS-ul are
aproximativ 31 de sateliți,
care zoomează în jurul Pământului.
Și de îndată ce ai
trei sateliți, pe care îi
poți vedea din
punctul tău de vedere,
poți de fapt să-ți dai seama
unde este acel punct de vedere.
Gândiți-vă la fiecare satelit
vă oferă o informație despre o sferă.
Secțiunea transversală dintre
două sfere este o linie.
Și dacă aveți trei
sfere care se încrucișează,
asta vă oferă
informații tridimensionale despre locația
în care vă uitați la asta.
GPS a fost... primii sateliți au fost
lansati în 1978.
Din nou, 31 de sateliți pe
orbită la momentul respectiv, chiar acum.
Deci, cum funcționează asta?
Deci satelitul
transmite informații
despre poziție în timp
la intervale regulate.
Are chiar un ceas.
Ei folosesc o anumită frecvență
sau o frecvență multiplă
pentru a trimite semnale.
Și apoi receptorul calculează
cât de departe este satelitul
și cât a durat
mesajul să ajungă
la locul receptorului.
Din nou, trei sateliți sunt utilizați
pentru a extrage locația exactă.
Totuși, după cum vă puteți
imagina, motivul pentru
care aduc în discuție acest lucru
în această clasă
este că trebuie să luăm în
considerare efectele
relativității speciale și,
de asemenea, relativitatea generală,
așa cum vom discuta
mai târziu în această clasă.
Deci ai ceasuri
pe sateliți.
Și aveți
ceasuri identice pe Pământ.
Și se bifează diferit,
așa cum am discutat de multe ori
în această clasă.
Dacă ar fi să calculezi
efectul relativității speciale,
predicția este
că ceasurile
iau cu aproximativ 7 microsecunde pe
zi mai încet pe satelit
decât în ​​comparație cu
cel de pe Pământ.
Cu toate acestea, satelitul
pe o orbită mai înaltă.
Și
atracția gravitațională pe o orbită mai înaltă
este mai puțin puternică ca pe Pământ.
Și atunci, ca
rezultat, ceasurile
de pe sateliți funcționează de fapt
mai repede decât cele de pe Pământ.
Și acel efect este
mai mare, foarte mare
decât efectul
relativității speciale, care
este efect de atunci doar în mișcare față
de observator.
Adevărul este de 47 de
microsecunde pe zi.
Și apoi puteți doar să
calculați corecția netă,
care este de 38 de microsecunde
pe zi, ceea ce corespunde
la aproximativ 11 kilometri.
Acum imaginați-vă că
alergați și că există o
diferență de 11 kilometri pe zi.
Nu mă aștept
să alergi o zi,
dar s-ar putea să alergi o oră.
Totuși, efectul
este destul de mare.
Deci vrei să ai un
sistem mai precis.
Și, prin urmare, acele efecte
trebuie corectate
și sunt.
Ele sunt de obicei încorporate
în electronică
și corectate automat.
Precizia obținută
cu sistemul GPS
variază puțin în funcție de modul în care
utilizați informațiile, de ce
fel de transceiver utilizați.
Este de ordinul 505
metri până la 30 de centimetri,
deci cam asta de o distanță.
Deci oriunde pe această planetă vă
puteți identifica locația
cu
această precizie.
Ei bine, aceasta încheie
discuția
despre implicații și aplicații
în relativitatea specială.