كيف تعمل الاشياء بحوث متنوعة ومتجددة

[dododa]

والشكل التالي يوضح تأثير ذلك على طعام وضع في فرن ميكروويف ووزع بانتظام داخله وعند تشغيل الفرن لمدة من الزمن وجد أن بعض القطع وصلت الى درجة حرارة عالية وقطع اخرى لازالت باردة وهذا بسبب التداخلات التي تحدث في اشعة الميكروويف

هذا يسبب عدم نضج بعض اجزاء الطعام داخل الفرن بينما اجزاء أخرى تنضج جيداً ولحل هذه المشكلة تم اضافة موتور لادارة الوعاء داخل المايكروويف باستمرار لضمان توزيع منتظم للحرارة على اجزاء الطعام.

حقائق حول فرن الميكروويف

كما علمنا ان فرن الميكروويف يستخدم اشعاع الميكروويف التي تعمل على تسخين الطعام اولاً ثم قد تؤثرعلى العبوات او الصحون التي تحتوي على الطعام لذلك فإنه يجب التأكد من اننوع اوعية واغلفة البلاستيك المستخدمة انها خاصة لاستخدام الميكروويفولابد كذلك التأكد بعد عملية الطبخ بالميكروويف انه لا توجد أي رائحة اوطعم حيث انك اذا شممت وشككت في وجود رائحة غريبة او طعم غريب يشبهالبلاستيك فيجب التخلص من الغذاء وعدم اكله حيث ان الخطر مناستخدام الميكروويف ان هناك احتمالات من هجرة مواد بلاستيكية الىالغذاء عند الطبخ والتسخين واحب ان اوضح ورغم المراقبة على انية واغلفةالبلاستيك المستخدمة في الميكروويف إلا انه يجب علينا الحذر من استخدامالادوات والآنية البلاستيكية التي لم تعد لاستخدامات الميكروويف حيث انهثبت خطورتها عند التسخين وخصوصاً مع وجود الدهون في الطعام التي لابد مناستخدام درجة حرارة عالية لتسخينها تجعل وصول الحرارة الى الآنية والاغلفة. ورغم نجاح موجات الميكروويف في عملية التسخين والطبخ لسرعتهاالفائقة واختزال وقت الطبخ بشكل سريع إلا ان استخدام اوان خاصة ضروري.

أسئلة واستفسارات
هل استخدام المايكروويف يضر بالصحة أم لا؟ وإذا كان ضارا ماهي الية تفادي هذا الضرر؟؟
لاشك ان ربات البيوت يخشون من استخدام الميكروويف لاعتقادهن بانها اجهزةضارة وان كلمة اشعة ميكروويف اسم غير مألوف، لذا اود ان اؤكد انه لا ضررمن استخدام اجهزة الميكروويف على ولا ضرر منها على الصحة لان اجهزة افرانالميكروويف مصممة على ان تكون اشعة الميكرويف مركزة على الوعاء الداخليللفرن والاشعة التي تنع** يتم امتصاصها على الزجاج الداخلي للميكروويفوبالتالي لا تخرج ابدا من الجهاز وعند فتح باب الفرن يتوقف انتاج هذهالاشعة مباشرة وللعلم اجهزة الجوال تستخدم اشعة الميكيوويف في الاتصال وهياشعة تحيط بنا من كل جانب ولكن في فرن الميكروويف تكون طاقتها اكبر بكثبرمن تلك المستخدمة في شبكات الجوال.

هل هناك فرق بين استخدام المايكروويف والفرن العادي؟

[dododa]

لم يمض وقت طويل على انتشار اجهزة الفيديو واشرطة الـ VHS التي لا يخلو بيت منها حتى بدأت الأقراص المدمجة المعروفة باسم السي دي CD بالانتشار واصبحنا نمتلك العديد منها بالاضافة الى شراءنا لاجهزة تقوم بتشغيلها للاستمتاع بمشاهدة الافلام والاستماع الى الموسيقى ولكن اصبحت هذه التكنولوجيا قديمة واصبحنا نبحث عن الافضل في تكنولوجيا جديدة بتقنيات عالية تسمى مشغل اقراص الديفيدي DVD لتحل محل اشرطة الفيديو والسي دي، فما هي اقراص DVD وما هو الاختلاف بينها وبين السي دي CD وماذا اضافت عن اشرطة الفيديو؟ هذا ما سوف نقوم بشرحه في هذه المقالة.





ونلخص الامكانيات التي يمكن ان يشملها قرص الـ DVD وهي

• <LI style="TEXT-JUSTIFY: kashida; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%; COLOR: navy" dir=rtl class=MsoNormal>فيلم يصل طوله لـ 135 دقيقة بجودة ونقاوة عالية جداً تصل إلى 720 نقطة كدقة افقية. <LI style="TEXT-JUSTIFY: kashida; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%; COLOR: navy" dir=rtl class=MsoNormal>خمس قنوات صوتية لتعطي نظام سمعي يسمى بنظام 5.1 لاعطاء صوت مماثل لدور العرض السنمائية.
• ترجمة بعدة لغات تصل إلى 32 لغة.

واذا ما قورنت السعة التخزينية للـ DVD بالسعة التخزينية للـ CD فانه يمكن تخزين ثماني ساعات من الصوت بجودة الصوت المخزن على الـ CD والذي لا يزيد عن ساعة واحدة
اما اذا ما قورن الـ DVD باشرطة الفيديو فإن للـ DVD عدة مزايا هي




والسؤال الذي يطرح نفسه الآن هو كيف يمكن أن نحصل على سبعة أضعاف سعة القرص المدمج العادي CD، على قرص له الأبعاد ذاتها؟
ببساطة تكمن الفكرة في تصغير أبعاد العناصر المكونة للبيانات، ولتوضيح تلك الفكرة فإننا نحتاج الى فهم تركيب قرص الـ DVD وكيف تتم كتابة البيانات عليه وكيف تتم قرأتها،

يتكون قرص الـ DVD منعدة طبقات من البلاستيكبسمك إجمالي قدره 1.2 ممتعرفباسم polycarbonate وعلىهذهالطبقةيوجدطبقةرقيقةمنالألومنيوماللامعبسمك 1.25 نانومترمغطاةبطبقةحمايةمنمادة lacquer.ويمكن ان نحصل على قرص DVD بطبقة مفردة أو بطبقة مزدوجة كما هو موضح في الشكل مقاطع لتكوين قرص DVD.

مكونات قرص الـ DVD بانواعه المختلفة والسعة التخزينية لكل قرص

كل طبقة من طبقات قرص الـ DVD تحتوي على مسار حلزوني لتخزين البيانات ويبدأ هذا المسار من الداخل إلى الخارج. وبهذه الطريقة يمكن ان نحصل على قرص DVD بنصف قطر سمكه 12 سم اذا كان ذلك مطلوباً.

وبالنظر تحتالمجهر الإلكتروني لتكبير سطح الـ DVD والتعرف علىشكلهذهالمساراتاللولبيةالتيتحتويعلىالبياناتنجدهاتظهركمافيالشكلأدناهعلىصورةمرتفعات Bits عرضهالايتجاوز320 نانومتر وارتفاعها 120 نانومترويفصلبينالمساروالذي

يليه مسافة تبلغ 740 نانومتر وهذه مساحات متناهية في الصغر وللتوضيح أكثر نفترض أننا قمنا تحويل المسار اللولبي إلى مسار مستقيم سنحصل على شريط عرضه 320 نانومتر وطوله يتجاوز الـ 12 كيلومتر!! ولقراءة هذه المعلومات نحتاج إلى جهاز خاص هو جهاز الـ DVD player اي مشغل اقراص الديفيدي.
من الأرقام المتناهيه في الصغر نستنتج كم هي حجم البيانات الرقمية التي يمكن تخزينها على قرص DVD وهذا للنوع المكون من طبقة واحدة اما قرص الDVD المكون من طبقتين على وجهي الاسطوانة فإنه يمكن ان نصف طول المسار الحلزوني الذي تسجل عليه المعلومات بـ 48 كيلومتر!

[dododa]

كيف تعمل كاميرا الفيديو

بدأت كاميرات الفيديو الشخصية في الانتشار منذ حوالي 20 عاماً وكانت باهظة الثمن وكان اقتناءها يقتصر على الهواة والمحترفين، و في يومنا هذا اصبحت كاميرات الفيديو في كل بيت تقريباً وان لم توجد واحدة فلا بد انك استخدامتها من خلال صديق أو قريب. تستخدم كاميرات الفيديو في تسجيل المناسبات السعيدة والرحلات السياحية حيث يمكنك تسجيل الصوت والصورة معاً وتعرضها على شاشات التلفزيون لتعيد ذكريات واحداث مرت، في حين أن كاميرات التصوير العادية تستخدم لالتقاط الصور الثابتة فقط حيث يتراوح سعر كاميرا الفيديو 300$ ويمكن ان يصل سعر بعض الانواع منها إلى 100000$.

في هذه المقالة من تفسيرات فيزيائية سوف نتعرف على كيف يمكن لجهاز بحجم الكف ان يقوم بالتقاط الصوت والصورة بضغطة زر واحدة، كما سنقوم بشرح الانواع العديدة من كاميرات الفيديو حتى لا نكون عرضة لاستغلال بائعيها فنحصل على النوع الذي نريد والذي يلبي احتياجاتنا.


أساسيات

كاميرا فيديو من النوع التناظري بعد ازالة الغطاء ونرى لوحة وحدة الفيديو ولوحة التحكم فيه

وحدة الفيديو المثبت على الكاميرا ويظهر حاوية الشريط المستخدم للتسجيل

وحدة النظام البصري لكاميرا الفيديو

وحدة المنظار viewfinder أي الباحث عن المشهد وهو القسم الثالث الذي يقوم باستقبال صورة الفيديو التي تقوم بتصويرها. والمنظار في الحقيقة هو عبارة عن تلفزيون ابيض واسود مصغر ثم تطور التصميم في بعض الكاميرات ليكون المنظار عبارة عن تلفزيون ملون وفي الكاميرات الحديثة يتم تثبت تلفزيون ملون من نوع LCD حيث يمكنك التصوير دون النظر في المنظار من خلال استخدام شاشة الـ LCD التي يمكن ان تتحرك في كل الاتجاهات مع ثبات باقي اقسام الكاميرا مما جعل التصوير بواسطتها اسهل.

جيروم ليميلسون مخترع كاميرا الفيديو

سجل اول برائة اختراع لكاميرا الفيديو في العام 1980 بواسطة العالم المخترع جيروم ليميلسون Jerome Lemelson الذي توفي في عام 1997 وكان قد سجل اكثر من 500 براءة اختراع وهو مخترع جهاز الفيديو وجهاز قراءة الباركود وجهاز المسجل المحمول walkman. علما بأن مكتب تسجيل براءات الاختراعات في امريكا رفضت تسجيل فكرة عمل الفيديو لاعتقاد اللجنة بانه من المستحيل ان تتمكن اية شركة من تصنيع هذه الفكرة وتحويلها الى واقع.

في الجزء التالي سوف نقوم بشرح العنصر الرئيسي لكاميرا الفيديو وهو شريحة الـ CCD المستخدمة لتحويل الصورة إلى اشارة كهربية.

مثلما تقوم الكاميرا العادية بالتقاط الصورة وتجميعها على الفيلم فإن كاميرا الفيديو ايضا تقوم بالتقاط المشاهد (الصور المتتالية) من خلال مجموعة من العدسات. تعمل العدسات على تجميع الضوء المنع** عن الجسم المراد تصويره -وبدلا من تجميعه على الفيلم- فإنه في كاميرا الفيديو يتم تجميعه على شريحة الكترونية تعرف بالـ CCD عبارة عن مجسات ضوئية (Sensors) تعتمد فكرة عملها على تحويل الضوء إلى شحنات كهربية.

شريحة الـ CCD التي تقوم بتحويل البيانات الضوئية المستقبلة من النظام البصري إلى اشارة كهربية

الاسم العلمي للشريحة الالكترونية هو Charged Coupled Device وتختصر بـ (CCD) أو (العنصر مزدوج الشحنة).وتقوم بتحويل فوتونات الضوء إلى الكترونات. وتتكون شريحة الـ CCD من شبكة مصفوفات ثنائيةالابعاد تحوي الملايين من المجسات الفوتوضوئية، وكل مجس يمثل عنصر الصورة الذي يسمى PIXEL وهي اختصار لكلمة Picture elements.


يقوم كل مجس بتحويل الضوء إلى الكترونات فكلما كانت كمية الضوء أكبر كلما كانت كمية الشحنة المتحررة (الإلكترونات) أكبر وعن طريق قراءةالشحنة المتراكمة في كل خلية بواسطة ميكروبروسيسور يتم إعادة بناء الصورة.


الجهاز مزدوج الشحنة (CCD):
هو شريحة إلكترونية مستخدمة من زمن يصل الى عشرون عاما وتسمى احيانا بالعين الالكترونية وكانت تستخدم في الانسان الالي وفي المراصد الفلكية وحديثاً تم استخدامها في كاميرا التصوير الفتوغرافي لتصبح الكاميرا معروفة باسم الكاميرا الرقمية.

هذه صورة تشريحية لـ CCDوكيف تقوم بتحويل الضوء إلى الكترونات.