0:00

5:03

How does your smartphone know your location? - Wilton L. Virgo

TED-Ed·5:03·Technology·B2

Chương · 3

Chương 1·Measuring Distance Using Radio Signals

Hiển thị

Tiếng ViệtAuto-scroll

0:00

Music

[Âm nhạc]

0:00

How does your smartphone know exactly where you are?

Làm thế nào chiếc điện thoại thông minh của bạn biết chính xác bạn đang ở đâu?

0:04

The answer lies 12,000 Mi over your head in an orbiting satellite that keeps time to the beat of an atomic clock powered by quantum mechanics.

Câu trả lời nằm ở độ cao 12.000 dặm ngay trên đầu bạn, trong một vệ tinh đang quay quanh quỹ đạo giữ thời gian theo nhịp đập của chiếc đồng hồ nguyên tử vận hành bởi cơ học lượng tử.

0:17

Let's break that down.

Hãy cùng chúng tôi mổ xẻ chi tiết điều đó.

0:19

First of all, why is it so important to know what time it is on a satellite when location is what we're concerned about?

Trước hết, tại sao việc biết thời gian trên một vệ tinh lại quan trọng đến thế khi vị trí mới là điều chúng ta đang bận tâm?

0:30

The first thing your phone needs to determine is

Điều đầu tiên điện thoại của bạn cần phải xác định là

0:35

How far it is from a satellite.

khoảng cách từ nó đến một vệ tinh là bao xa.

0:37

Each satellite constantly broadcasts radio signals that travel from space to your phone at the speed of light.

Mỗi vệ tinh liên tục phát đi các tín hiệu vô tuyến truyền từ không gian đến điện thoại của bạn với tốc độ ánh sáng.

0:45

Your phone records the signal arrival time and uses it to calculate the distance to the satellite using the simple formula distance equals c * time, where C is the speed of light and time is how long the signal traveled.

Điện thoại của bạn ghi lại thời gian tín hiệu đến và sử dụng nó để tính khoảng cách tới vệ tinh bằng công thức đơn giản: khoảng cách bằng c nhân thời gian, trong đó c là tốc độ ánh sáng và thời gian là thời gian tín hiệu đã truyền đi.

1:02

But there's a problem: light is

Nhưng có một vấn đề: ánh sáng

1:05

Incredibly fast.

vô cùng nhanh.

1:09

If we were only able to calculate time to the nearest Second, every location on Earth and far beyond would seem to be the same distance from the satellite.

Nếu chúng ta chỉ có thể tính toán thời gian chính xác tới từng giây, mọi địa điểm trên Trái Đất và xa hơn nữa dường như sẽ có cùng một khoảng cách tới vệ tinh.

2:06

So in order to calculate that distance to within a few dozen feet, we need the best clock ever invented.

Vì vậy, để tính toán khoảng cách đó chính xác trong phạm vi vài chục feet, chúng ta cần chiếc đồng hồ tốt nhất từng được phát minh.

2:46

Enter atomic clocks, some of which are so precise that they would not gain or lose a

Đó là lúc đồng hồ nguyên tử xuất hiện, một vài trong số đó chuẩn xác đến mức chúng sẽ không chạy nhanh hay chậm hơn một

3:20

Music Music Music Music Music

[Âm nhạc] [Âm nhạc] [Âm nhạc] [Âm nhạc] [Âm nhạc]

3:30

Per second.

mỗi giây.

3:30

That's a really fast clock.

Đó thực sự là một chiếc đồng hồ hoạt động rất nhanh.

3:33

No matter how skilled a clock maker may be, every pendulum, windup mechanism, and quartz crystal resonates at a slightly different frequency.

Cho dù người thợ đồng hồ có lành nghề đến đâu, mọi con lắc, bộ máy dây cót và tinh thể thạch anh đều dao động ở tần số hơi khác biệt nhau.

3:42

However, every cesium 133 atom in the universe oscillates at the same exact frequency.

Tuy nhiên, mọi nguyên tử cesium-133 trong toàn vũ trụ đều dao động ở cùng một tần số hoàn toàn chuẩn xác.

3:48

So thanks to the atomic clock, we get a time reading accurate to within 1 billionth of a second and a very

Vì vậy nhờ có đồng hồ nguyên tử, chúng ta nhận được chỉ số thời gian chính xác tới một phần một tỷ giây và một

3:58

Precise measurement of the distance from that satellite.

phép đo vô cùng chuẩn xác về khoảng cách tính từ vệ tinh đó.

4:01

Let's ignore the fact that you're almost definitely on Earth.

Hãy tạm gác lại việc bạn gần như chắc chắn đang đứng trên mặt đất.

4:04

We now know that you're at a fixed distance from the satellite; in other words, you're somewhere on the surface of a sphere centered around the satellite.

Giờ chúng ta biết rằng bạn đang ở một khoảng cách cố định so với vệ tinh; nói cách khác, bạn đang ở đâu đó trên bề mặt của một hình cầu có tâm là vệ tinh.

4:15

Measure your distance from a second satellite, and you get another overlapping sphere.

Đo khoảng cách của bạn từ một vệ tinh thứ hai, và bạn sẽ có thêm một hình cầu chồng lấn khác.

4:20

Keep doing that, and with just four

Cứ tiếp tục làm như vậy, và chỉ với bốn

4:23

Measurements and a little correction using Einstein's theory of relativity, you can pinpoint your location to exactly complete one point in space.

phép đo cùng một chút hiệu chỉnh bằng thuyết tương đối của Einstein, bạn có thể xác định chính xác vị trí của mình tới trọn vẹn một điểm duy nhất trong không gian.

4:40

So that's all it takes: a multi-billion dollar network of satellites, oscillating cesium atoms, quantum mechanics, relativity, a smartphone, and you.

Vậy là đó là tất cả những gì cần có: một mạng lưới vệ tinh trị giá nhiều tỷ đô la, các nguyên tử cesium dao động, cơ học lượng tử, thuyết tương đối, một chiếc điện thoại thông minh, và bạn.

4:56

No Music problem.

Không [Âm nhạc] vấn đề gì.

Transcript

Hiển thị

Measuring Distance Using Radio Signals

Wilton L. Virgo explains how smartphones determine geographical location by communicating with orbiting satellites thousands of miles above Earth. Navigation relies on calculating the precise transit time of radio signals traveling at the speed of light. Connecting time measurement directly to physical distance forms the foundational principle of satellite positioning.

Wilton L. Virgo giải thích cách điện thoại thông minh xác định vị trí địa lý thông qua việc liên lạc với các vệ tinh quay quanh quỹ đạo cách Trái Đất hàng nghìn dặm. Hệ thống định vị dựa trên việc tính toán thời gian truyền chính xác của các tín hiệu vô tuyến di chuyển với tốc độ ánh sáng. Mối liên hệ trực tiếp giữa phép đo thời gian và khoảng cách vật lý là nguyên lý nền tảng của định vị vệ tinh.

Music

[Âm nhạc]

How does your smartphone know exactly where you are?

Làm thế nào chiếc điện thoại thông minh của bạn biết chính xác bạn đang ở đâu?

The answer lies 12,000 Mi over your head in an orbiting satellite that keeps time to the beat of an atomic clock powered by quantum mechanics.

Let's break that down.

Hãy cùng chúng tôi mổ xẻ chi tiết điều đó.

First of all, why is it so important to know what time it is on a satellite when location is what we're concerned about?

Trước hết, tại sao việc biết thời gian trên một vệ tinh lại quan trọng đến thế khi vị trí mới là điều chúng ta đang bận tâm?

The first thing your phone needs to determine is

Điều đầu tiên điện thoại của bạn cần phải xác định là

How far it is from a satellite.

khoảng cách từ nó đến một vệ tinh là bao xa.

Each satellite constantly broadcasts radio signals that travel from space to your phone at the speed of light.

Mỗi vệ tinh liên tục phát đi các tín hiệu vô tuyến truyền từ không gian đến điện thoại của bạn với tốc độ ánh sáng.

But there's a problem: light is

Nhưng có một vấn đề: ánh sáng

1 / 3