Konumlandırma (fizik)
Bir şeyin yerini belirleme, bir şeyin yerini bulma veya tanımlama eylemi, modern bilimin temel fikirlerinden biridir. Fizikte "konumlandırmanın" ya da "konumlandırmanın" ne anlama geldiğini söyleyebilmek için, bir şeyin yerini belirleme işini nasıl yaptığımızı açık bir dille anlatmamız gerekir.
Boyutumuzla ilgili şeyler için genellikle herkesin bildiği iki başlangıç noktası kullanırız ve sonra bu noktalardan bir konum vermek istediğimiz şeye kadar ölçeriz. Plymouth Kayası ve Blarney Taşı ile başlayabiliriz. Daha sonra şöyle diyebiliriz: "Kaptan Smith'in gemisi Plymouth Kayası'ndan Blarney Taşı'na doğru 1400 mil gidiyor." Ya da başka bir durumda şöyle diyebiliriz: "Kaptan Jones'un gemisi, Plymouth Kayası'ndan Blarney Taşı'na bir çizgi çizerek, bu çizgi boyunca Plymouth Kayası'ndan 700 mil uzakta bir nokta bularak, Plymouth Kayası'ndan bu noktaya ulaştıktan sonra 90° sola dönerek ve ardından 90 mil daha yol alarak bulunabilir.
Pusula yönlerini iyi bir şekilde biliyorsak, şöyle bir şey söyleyebiliriz: "Şuradaki büyük beyaz kayanın üç mil kuzeyine gidin ve sonra o noktadan iki mil doğuya gidin. Altını oraya koydum."
Bir şeyin yerini bulmak normalde onu bir yerde görerek, bir yerde duyarak, bir yerde hissederek vs. yapılır. Bazen bir şeyin nerede olduğunu bir fotoğrafa bakarak, radarla bularak veya sonarla ping atarak biliriz.
Bir elektronun, bir fotonun ya da bu kadar küçük herhangi bir şeyin yerini tespit etmek çok daha zordur. Her seferinde sadece bir foton üreten bir ışık kaynağı inşa edebiliriz. Işık kaynağını bir parça fotoğraf filmine doğrultabilir, ışık kaynağının bir foton üretmesine izin verebilir ve ardından fotoğraf filmini banyo edebiliriz. Sadece tek bir fotonla karartılabilen çok hassas bir fotoğraf filmimiz olsaydı, fotonun sonlandığı yerde küçük bir gümüş zerresi bulurduk. Bir gümüş atomu bir fotondan çok daha büyüktür, bu nedenle fotonun nerede sonlandığı konusunda bazı belirsizlikler olacaktır, ancak insanlar muhtemelen fotonun gümüş atomu tarafından oluşturulan hedefin içinde bir yerde sonlanmış olması gerektiği konusunda hemfikir olacaktır. Ancak söyleyebileceğimiz tek şey, fotonun varlığını sona erdirdiğinde o noktada olması gerektiğidir. Bir foton bir elektron tarafından soğurulduğunda enerjisini elektrona verir ve yok olur. Yani kısa bir süreliğine belirli bir yerde bulunduğunda hemen tüm hareketini kaybetmiştir.
Bir fotonun yerini belirlemenin bir başka yolu da küçük bir yerden geçmesini sağlamaktır. Işık kaynağının ne zaman bir foton gönderdiğini ve ışığın hızını bilerek, fotonun filme giden yolun ortasına yerleştirilmiş bir plakadaki bir delikten ne zaman geçmesi gerektiğini bilebiliriz. Uçuşunun tam ortasında nerede olduğunu bulmaya giderek daha da yaklaşabiliriz. Ancak, o andan itibaren izleyeceği yol giderek vahşileşir. Çünkü bir foton böyle bir delikten geçerken kırınıma uğrar.
Sorular ve Yanıtlar
S: Modern bilimin temel fikri nedir?
C: Modern bilimin temel fikri bir şeyin yerini tespit etmek ya da bir şeyin konumunu bulmak ve belirlemektir.
S: Beden aralığımızdaki ürünleri genellikle nasıl buluyoruz?
C: Genellikle herkesin bildiği iki başlangıç noktası kullanırız ve ardından bu noktalardan konum vermek istediğimiz nesneye kadar ölçüm yaparız.
S: Bir geminin yerini nasıl bulabiliriz?
C: Şöyle diyebiliriz: "Kaptan Smith'in gemisi Plymouth Kayası'ndan 1400 mil uzakta, Blarney Taşı'na doğru ilerliyor." Ya da başka bir durumda şöyle diyebiliriz: "Kaptan Jones'un gemisi, Plymouth Rock'tan Blarney Stone'a bir çizgi çizilerek, bu çizgi boyunca Plymouth Rock'tan 700 mil uzakta bir nokta bulunarak, Plymouth Rock'tan bu noktaya ulaşıldığında 90° sola dönülerek ve ardından 90 mil daha gidilerek bulunabilir. Eğer pusula yönlerini iyi bir şekilde biliyorsak, şöyle bir şey söyleyebiliriz: "Şuradaki büyük beyaz kayanın üç mil kuzeyine gidin ve sonra şu noktanın iki mil doğusuna gidin. Altını oraya koydum."
S: Elektronlar veya fotonlar gibi küçük nesnelerin yerini nasıl belirlersiniz?
C: Bir elektron veya fotonun yerini tespit etmek, daha büyük nesnelerin yerini tespit etmekten çok daha zordur. Yerlerini tespit etmenin bir yolu, her seferinde yalnızca bir foton üreten bir ışık kaynağı inşa etmek ve bunu fotoğraf filmine doğrultmaktır; yalnızca bir fotonla karartılabilen çok hassas bir fotoğraf filmi kullanırsanız, gümüşün bittiği yerde küçük bir leke olacaktır. Başka bir yol da küçük bir noktadan geçmesini sağlamaktır; ışık kaynağının ne zaman bir foton yaydığını ve hızını bilerek, fotoğraf filmine giderken söz konusu delikten ne zaman geçmesi gerektiğini bilebiliriz.
S: Fotonlar elektronlar tarafından emildiğinde ne olur?
C: Fotonlar elektronlar tarafından emildiğinde, enerjilerini elektrona bırakırlar ve yok olurlar. Yani bir süre belirli bir yerde kaldıktan sonra, hemen tüm hareketlerini kaybederler.
