שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.
»
«
מהו אינפרה אדום או הקרינה התת-אדומה?
הקרינה התת-אדומה (Infra Red), או אינפרה-אדום, היא קרינה אלקטרומגנטית שאורך הגל שלה ארוך מאור אדום רגיל. התדר של הקרינה הזו הוא מתחת לזה של אור אדום ולכן היא תת-אדומה. פירוש המילה אינפרה (infra) בלטינית הוא "מתחת". מכאן המושג "אינפרה-אדום".
אבל מהי הקרינה התת-אדומה?
ובכן, אם האור הוא קרינה אלקטרומגנטית שנראית לעין האנושית, יש לו שני קצוות.
באחד מקצות הטווח של האור הנראה של הקרינה האלקטרומגנטית נמצא האינפרה-אדום, או הקרינה התת-אדומה.
בצד השני נמצאת הקרינה האולטרה סגולה, או מה שאנו מכנים לא פעם "אולטרה סגול".
שני סוגי הקרינה הללו לא נראים על ידי העין האנושית, אבל את קרינת האינפרה אדום ניתן לזהות לפי החום שהיא פולטת. כך גם גילה את הקרינה הזו האסטרונום הבריטי ויליאם הרשל. זה היה כשהוא הצמיד מדחום לאלומות האור בצבעים שונים, שהתפצלו במנסרה מהאור הלבן.
הרשל זיהה שהטמפרטורה במדחום עלתה, גם כשהוא מדד מעבר לאלומת האור האדום שנשבר דרך המנסרה. מה שהפליא אותו שזה היה באזור שלא נראה בו אור כלשהו. זו הייתה קרינת אינפרה-אדום.
בימינו יש לקרינה התת אדומה שימושים טכנולוגיים רבים. במכשירים לראיית לילה, למשל, משתמשים כדי "לראות" באמצעות החום של האינפרה אדום גם בחשיכה.
גם ה-remote control, השלט רחוק של הטלוויזיה משדר אותות אינפרה אדומות למכשיר הטלוויזיה שבו הוא שולט.
באינפרה אדום משתמשים גם במכשירי מדידה מתקדמים ועוד. מצלמות תרמיות מאתרות נזילות, באמצעות הבדלי החום ומקרני חום מחממים אפילו מחוץ לבית, באמצעות הקרינה התת-אדומה.
המדענים יודעים היום שבעלי חיים שונים מסוגלים לקלוט בעיניהם קרינה תת-אדומה. יכולתם לקלוט טווח תדרים רחב משל העין האנושית, מקנה להם יתרונות הישרדותיים של ממש. בזכותה הם מסוגלים לזהות מרחוק וגם בחשיכה מוחלטת, את הקרינה התת-אדומה שנפלטת מגופו של טרף פוטנציאלי. כך הם מאתרים טרף וטורפים.
זוהי הקרינה התת-אדומה (מתורגם):
https://youtu.be/Uy75w1GMAGw
כך מנצלים אותה למכשירים כמו שלט רחוק של מזגן או טלוויזיה (עברית):
https://youtu.be/gKl6n0YaO8E
כך בנוי האור המלא שאנו רואים והאינפרה אדום הוא בחלק הבלתי נראה שלו (עברית):
http://youtu.be/KhXU9D1NlOc
הכינו בעצמכם משקפת אינפרה אדום רק אל תביטו בשמש:
https://youtu.be/H2-nP2xl9Zg
ומצלמה תרמית המצלמת באמצעות אינפרה אדום:
https://youtu.be/TrjbF7xojmk
איך פועלים מכשירים לראיית לילה?
מכשירים לראיית לילה (Night vision devices) משמשים כדי לאפשר צפייה בחשיכה וזיהוי של עצמים, בעלי חיים ובני אדם.
ישנם כמה סוגים של מכשירי ראיית לילה.
מא"כ, קיצור של "מגבר אור כוכבים" - מתבסס על מערכת אופטית שמזכירה בצורתה מעין משקפת. האור בלילה מגיע בעיקר מהירח והכוכבים ועקב מיעוט האור, הראייה שלנו בלילה מוגבלת. עדשות שונות במערכת הטכנולוגית הזו מאפשרות לחזק את אור הכוכבים והירח ולצפות בחשיכה.
הראייה הליילית הזו אינה כוללת צבעים אלא אור ירוק הנראה על מסך. שיטה זו מנצלת את העובדה שרגישות העין האנושית באור ירוק היא מקסימלית.
טכנולוגיה מבוססת חום - האפשרות "לראות" בחושך בטכנולוגיה תרמית מסתייעת בחום הנפלט מכל עצם ומכל בעל חיים. אבל זה לא קורה סתם אלא באמצעות באמצעות קרינה תת-אדומה שאותה לא ניתן לראות ללא ציוד מתאים.
באמצעות הקרינה התת-אדומה, קרינת האינפרה אדום, אפשר לאתר ולצפות גם בחשיכה. הקרינה התת-אדומה (Infra Red), או אינפרה-אדום, היא קרינה אלקטרומגנטית. קראו עליה בתגית "קרינה תת אדומה".
מצלמות תרמיות מאתרות היום באופן דומה נזילות בצנרת בלתי נראית, העוברת עמוק באדמה או בקירות מבנים. באמצעות הבדלי החום שבין המים הנוזלים והסביבה יכולה מצלמה כזו לאתר את מקום הנזילה.
מכל מקום, ההבנה שהקרינה הזו יכולה לאפשר ראיה ליילית באה מעולם בעלי החיים ומלמידה מהטבע, מה שנקרא ביומימקרי. המדענים זיהו מזמן שבעלי חיים שונים מסוגלים לקלוט בעיניהם קרינה תת-אדומה.
היכולת הזו של בעלי חיים לקלוט טווח תדרים רחב משל העין האנושית מקנה להם יתרונות הישרדותיים. בזכותה הם מסוגלים לזהות מרחוק וגם בחשיכה מוחלטת, את הקרינה התת-אדומה שנפלטת מגופו של טרף פוטנציאלי וכך הם מאתרים אותו וטורפים. כך אחרים יכולים להגן על עצמם מטורפים בחשיכה, המתקרבים אליהם.
ממש כמוהם נעזרים חיילים וצבאות שונים במכשירי ראיית לילה, כדי לאתר כוחות אוייב בחשיכה ולפגוע בהם בטרם יותקפו הם.
#סוגי מכשירים לראיית לילה
בין אמצעי התצפית הליילית המשמשים לצרכים צבאיים וביטחוניים יש משקפות לילה (Goggles), כוונות אופטיות לכלי נשק וכוונות טנקים, מצלמות, כוונות טלסקופיות וטלסקופים.
שימוש אזרחי עושים בעיקר במצלמות אבטחה ומשקפות.
הנה ראיית הלילה וסוגי המכשירים לראיית לילה (עברית):
https://youtu.be/_c3duNyKQf0
איך פועלות השיטות לראיית לילה:
https://youtu.be/xyLEyAnF8-Q
מצלמות תרמיות חדישות המכונות ENVG:
https://youtu.be/2v0YrtkwUDQ
מישהו שבנה משקפת אינפרה אדום בעצמו:
https://youtu.be/I1xvc-nfI9U
עוד על טכנולוגיית ה-NVD מבוססת אור הכוכבים:
https://youtu.be/CP6wofWfUws
וכך בנוי האור המלא שאנו רואים והאינפרה אדום הוא בחלק הבלתי נראה שלו (עברית):
http://youtu.be/KhXU9D1NlOc
איך מופעלת אזעקה מבוססת קרן פוטו אלקטרית?
אזעקת גלאי אקטיבי מבוססת על רעיון שלפיו נשלחה קרן אור פוטו אלקטרית (Photoelectric beam), מצד אחד של האזעקה, אל גלאי שהותקנו בו תאים פוטו-אלקטריים. כאשר מישהו חוצה ביניהם, מזהים התאים הללו שקרן האור נשברת ומפעילים את האזעקה.
כיום משתמשים בגלאי אקטיבי מתקדם שנקרא גלאי קרן. יחידה אחת שלו משדרת קרן אור אינפרא אדומה, בעוד האחרת קולטת אותה. כשהקרן נחסמת, מופעלת האזעקה מיד.
את הגלאי האקטיבי אפשר למקם על קירות או עמודים והוא מסהה פריצות של גדר או אנשים שהסתננו למקומות שאמורים להיות ללא בני-אדם.
הנה הקרניים האינפרה אדומות נשברות כשפורצים ומזוהות על ידי חיישנים אקטיביים המפעילים את האזעקה:
https://youtu.be/QE25-TV1Nm0
כך יוצרים מערכת אזעקה כזו בארדואינו, המחשב להרכבה:
https://youtu.be/eVyrnPC2wPo
כיום יש הרבה סוגים של חיישנים, כולל חיישני תנועה, דלתות, עשן ועוד:
http://youtu.be/ZN3wG4Q6W04
ובחיוך, אולי פעם תהיה אזעקה יעילה כזו לרכב, עם חוש הומור מסוים:
http://youtu.be/8mO3buujTXs
מהו הסוד של ראיית הלילה של בעלי חיים?
בניגוד לבעלי חיים ליליים ואפילו לסתם יונקים, ראיית לילה (Night vision) היא עניין מורכב לבני אדם. בהיותנו חיות יום, שלא נאלצו לצוד או להגן על עצמם מטורפים בלילה, האבולוציה "ויתרה" על הצורך לפתח למין האנושי יכולות טובות לראיה בחשיכה.
לעומתנו, מרבית היונקים ובמיוחד בעלי החיים הליליים שבהם, מצוידים ביכולת מצוינת לראות בחושך. יתרון זה מאפשר להם להתגנב ולצוד טרף בלילה וכמובן גם להגן על עצמם מטורפים שמעוניינים בהם עצמם כמזון. אישוניהם המתרחבים, למשל, מאפשרים חשיפה מירבית לאור. אצל חלקם, כמו אופוסומים, קופי לילה ודביבונים, העיניים גדולות במיוחד, מה שמשפר להם את הראייה בלילה.
בניגוד לסברה המקובלת בציבור, היונקים לא רואים את העולם בשחור לבן. ועדיין, מפני שהם התפתחו להיות פעילים בלילה, כשראיית צבעים היא לא ממש שימושית, מרבית היונקים רואים פחות צבעים מבני אדם.
כי לרובם, לעומתנו, יש בעיניים רק שני סוגי מדוכים, שהם תאים קולטי אור המגיבים אחרת לאור באורכי גל שונים, כלומר לצבעים שונים. מה שאומר שהם לא מבחינים כלל ברבים מהגוונים הרבים שאנו, בני האדם, רואים.
ראיית לילה, לעומת זאת, מפותחת מאוד אצל בעלי חיים שפעילים בלילה. לבעלי חיים כאלה יש התאמות מיוחדות לראיית לילה. מחקרים ראשונים מצביעים על כך שהיונקים המירו חלק מהמדוכים שלהם בקנים, סוג נוסף של תאים קולטי אור, המגיבים באופן זהה לכל אורכי הגל המצויים באור הנראה. יתרונם העיקרי של הקנים הללו בהקשר לראיית לילה הוא ביכולתם לראות טוב יותר, גם באור חלש וקלוש.
עוד אחת מההתאמות לראיית לילה משופרת היא שכבה רפלקטיבית שהתפתחה במהלך האבולוציה אצל טורפי לילה ונמצאת מאחורי רשתית העין. השכבה הזו נקראת "טַפֵּטוּם לוּסִידוּם" (tapetum lucidum), מגדילה את איכות התמונה שמתקבלת בעין ובכך משפרת את יכולת הָרְאִיָּה שלהם.
אגב, אותה טפטום לוסידום גם גורמת לעיניים של יונקים כאלה להאיר בחושך, כשמאירים עליהן בפנס בחשיכה. מי שמגדלים כלב או חתול מכירים את הברק העדין, שמופיע בעיניהם אם מאירים עליהם כך חשיכה. נהגים מכירים את זה מאורות המכונית בנסיעה לילית במדבר.
ואכן, כמו שחרקים כמו זבוב ושפירית פיתחו להם עיני תשבץ שמזהות תנועה, בכדי להגן על עצמם מטורפים, התפתחה אצל הטורפים ראיית הלילה, שנועדה לסייע להם לאתר את הטרף ולצוד אותו.
חלק מבעלי החיים שמצוידים בראיית לילה טובה שכזו, הם חתולים וכלבים, שניהם טורפים במקור, לצד נחשים ודורסי לילה. טורפים פראיים, כמו שועלים אדומים, צדים היטב בזכות ראיית הלילה הטובה שלהם.
הנה ראיית הלילה של בעלי חיים (מתורגם):
https://youtu.be/t3CjTU7TaNA
עיני התשבץ של השפירית המזהה בזכותן תנועות בזק בסביבתה:
https://youtu.be/m5XUdvBO_TE
והמדענים והמהנדסים שלומדים שנים מבעלי החיים כיצד לפתח ולשפר ציוד לראיית לילה (עברית):
https://youtu.be/0nfcOboZdNs
מי היה האסטרונום והמוסיקאי ויליאם הרשל?
ויליאם הרשל (William Herschel) היה אסטרונום בריטי יליד גרמניה. הוא התפרסם תודות לתגליות שונות שהחשובה שבהן היא ככל הנראה גילוי כוכב הלכת אורנוס וכמה מירחיו. במהלך השנים הוא גם מדד את גובהם של ההרים שעל הירח וקטלג ותיעד כוכבים כפולים, מושג שהוצמד לזוגות כוכבים המסתובבים אחד סביב השני.
לאסטרונום הבריטי ויליאם הרשל אנו חייבים גם את גילוי הקרינה התת-אדומה, שאנו מכירים כ"אינפרה-אדום". את הקרינה הבלתי נראית הזו מזהים כיום לפי החום שהיא פולטת ואף משתמשים בה לצילום בחשיכה, המבוסס על החום שפולטים בעלי חיים ועצמים שונים. בזכות החום הזה הרשל גם גילה אותה. זה היה כשהוא הצמיד מדחום לאלומות האור הצבעוניות, שהתפצלו ממנסרה, שעליה האיר באור לבן. הרשל שם לב שגם כשהוא מדד מעבר לאלומת האור האדום שנשבר דרך המנסרה, הטמפרטורה במדחום עלתה. מה שהפליא אותו שזה היה באזור שלא נראה בו אור כלשהו. זו הייתה קרינת אינפרה-אדום והוא הבין זאת.
היו גם עוד תגליות מעניינות באסטרונומיה. הוא היה הגאון שגילה, שהמבט לחלל הוא למעשה מבט אל העבר. זאת מכיוון שאנו צופים בכוכבים כה רחוקים, שעד שאורם נגלה לנו, עוברות שנים רבות, עשרות שנים ועד אלפי ומיליוני שנים.
אבל המעניין הוא שהעבודה היומיומית של הרשל הייתה בכלל כמלחין, מוסיקאי ומורה למוסיקה. עד גיל 35 הוא לא עסק כלל באסטרונומיה. את עיקר הקריירה שלו עשה במוסיקה. הוא ניגן בכינור, אבוב ועוגב. אמנם מרבית יצירותיו נשכחו כיום, אבל הרשל חיבר 24 סימפוניות, שלל קונצ'רטי ולא מעט מוסיקה דתית נוצרית, על אף שהיה לפחות חצי יהודי (אב יהודי ואמא כנראה מהאנוסים).
אגב, גם 3 אחיו ג'ייקוב, אלכסנדר ודיטריך, הופיעו כמוסיקאים בעירם באת'. זה היה המשך לאביהם המוסיקאי.
אבל מרגע שגילה את עולם הצפייה בכוכבים, הרשל ניצל את כישרונותיו הרבים ואת הסקרנות והיצירתיות שלו ופיתח גם טלסקופים נהדרים. זה גם איפשר לו להתרכז באסטרונומיה כתחביב שהניב תגליות רבות.
הוא החל לייצר טלסקופים, שמכר בשפע לאסטרונומים אחרים. די מהר זה יהפוך למקור הפרנסה העיקרי שלו ובחייו הרשל יבנה מעל 400 טלסקופים. המפורסם שבהם נחשב לטלסקופ הגדול ביותר בתקופתו - אורכו היה 12 מטרים!
הנה סיפורו של ויליאם הרשל המגלה את אורנוס:
https://youtu.be/rXc405l-J4Q
הסימפוניה מספר 14 ברה מז'ור של הרשל:
https://youtu.be/3mV-ZSzgs8Q
עוד תגלית שלו על מה אנו באמת רואים מהחלל:
http://youtu.be/M9CjmywZ3yQ
סונטה ופוגה מספר 6 שכתב המוסיקאי האסטרונום:
https://youtu.be/Za6lDrmRLZY
ואחותו האסטרונומית קרולין, המוכשרת לא פחות ממנו, שרק בהיותה אישה לא קיבלה קרדיט על תרומתה לתגליותיו:
https://youtu.be/x1prmkoNFl8
מהו קורא הקשתית?
הזיהוי הביומטרי מאפשר לזהות כיום אנשים לפי שיטות שונות, מטביעות אצבע, דרך זיהוי תווי הפנים, זיהוי לפי רשתית העין ועד קשתית העין.
גדולים הם סיכוייה של שיטת האימות הביומטרי, המציעה שיטות אלה ואחרות לאותנטיקציה ביומטרית, להחליף את האימות באמצעות טביעת אצבע, שיטה מיושנת, שיש לה לא מעט מגבלות, במיוחד כשמדובר בזיהוי שאינו של אנשים חשודים. זיהוי כזה הולך ונדרש, אם במסגרת המאבק בטרור ואם לצרכי עולם העסקים, שמירת סודיות במתקנים רגישים ומניעת ריגול.
זיהוי קשתית (Iris recognition) היא שיטת זיהוי ביומטרי המשתמשת בשיטות לזיהוי תבנית והתאמתה לתמונת הקשתית בעינו של האדם. מסתבר שתבנית קשתית העין שלנו היא ייחודית, יציבה לאורך זמן וניתן לסרוק אותה גם ממרחק ואפילו ללא ידיעתו של הנסרק, מה שהופך אותה לטכנולוגיה שימושית ביותר, מהירה ולא פולשנית.
בעוד סריקת הרשתית מתבססת על המבנה הייחודי של כלי הדם ברשתית העין, בזיהוי קשתית משתמשים במצלמת וידאו עם תאורת אינפרה-אדום קרוב, המזהה מבנים מורכבים בקשתית שניתן לראות כלפי חוץ.
אלגוריתמים מתמטיים וסטיסטיים מנתחים את התבניות הדיגיטליות שקודדו ממבנים מורכבים אלה והמחשב סורק, במהירות של מיליוני תבניות לשנייה ועם מעט מאד כשלים בתוצאות החיפוש, בבסיס הנתונים של התבניות שנסרקו בעבר ונשמרו בו.
יתרונות הקשתית, כאיבר פנימי ומוגן, ומנגד כזה שניתן לסרוק אותו, מאפשרים לזהות האם מדובר באדם עצמו או במישהו אחר, האם זהו מתחזה או מורשה כניסה וכדומה.
יתרונה הגדול של האותנטיקציה הביומטרית, הוא מהירותה, שנאמדת בפי 3 ורמת הדיוק הגבוהה יותר, אל מול טביעת אצבע. הטכנולוגיה הזו מיועדת לשלל ישומים, מזיהוי מורשי כניסה למתחמים סגורים ועד לזיהוי המשתמש המורשה לטלפון הנייד.
הנה הזיהוי לפי קשתית העין:
https://youtu.be/4F8-Fbh03N8
כך הטכנולוגיה של זיהוי הקשתית בעין פועלת:
https://youtu.be/fHS0nq13yPk
למה הלילה חשוך?
אם הכוכבים שבשמיים מאירים ויש כל כך הרבה מהם, אז למה השמיים אינם בהירים גם בלילה?
השאלה המעניינת הזו נשאלה במשך דורות - הרי אם יש ביקום מספר אינסופי של כוכבים והם מפוזרים בכל השמיים באופן אחיד, היינו אמורים לראות מעלינו שמיים מוארים לחלוטין.. הרי כל קו ראיה מכדור הארץ אמור להסתיים בסופו בכוכב שמאיר.
"פרדוקס אולברס" (Olbers paradox), או "פרדוקס שמי הלילה האפלים", מציג בדיוק את הבעיה הזו - כיצד האור שבשמיים מתפוגג בלילה, על אף שהוא אמור להאיר את השמיים בשטף אינסופי של אור?
טענה שאולי אבק בחלל מסתיר את אורם של חלק מהכוכבים נפסלת, שכן האבק עצמו היה אמור להתחמם ולבהוק בזוהר שהיינו רואים. טענה אחרת, הגיונית יותר, היא שהאור עדיין לא הגיע אל עינינו והוא עושה את דרכו לכדור הארץ. רגע אחרי המפץ הגדול האור הגיע אל הצופה הדמיוני במהירות והשמיים היו בהירים, בעוד שכיום השמיים חשוכים מכיוון שהיקום מתרחב וחלק גדול מהאור מרוחק מאיתנו מאד. זו גם אחת ההוכחות לכך שגיל היקום הוא סופי. כשאנו מביטים למעלה, אנו מביטים אל העבר, אל מקום שבו נמצאים כוכבים שמבחינתנו עוד לא נוצרו..
ועוד דבר - מאז המפץ הגדול, כל הכוכבים הולכים ומתרחקים זה מזה וגם מאיתנו. זו הסיבה שאורם אינו לבן אלא סוג של קרינה תת-אדומה, תאורת קרני אינפרה אדום (קראו על כך בתגית "תופעת דופלר").
אז למה אנו רואים שמיים שחורים? - כי האור של הכוכבים אינו נראה לעינינו. האור הזה מורכב מגלי מיקרוגל בלתי נראים.
הנה סרטון שמסביר מדוע הלילה חשוך:
http://youtu.be/gxJ4M7tyLRE
והסבר אסטרונומי לחושך של הלילות:
http://youtu.be/TFwtJC9_dXs
למה תמיד כהה מעל לקשת בענן?
הקשת בענן שמופיעה בשמיים היא תופעה מיוחדת ומרהיבה ביותר. אך תופעה מרתקת לא פחות הם הבדלי האור שבין צידה העליון והתחתון של הקשת. הביטו בקשת ושימו לב שמתחת לקשת יש אזור מואר, בעוד שמעליה יהיה כהה יותר. במילים אחרות, תמיד תכסה הקשת על מעין כיפה של אור.
הסיבה היא אופטית ויש לה הסבר מדעי. בין צבעי הקשת יש הבדלי תדירויות ולכל צבע יש תדירות משלו, מה שנקרא גם "אורך גל". את התדירות הכי נמוכה מבין הצבעים יש לאור האדום. זה האור שנראה הכי טוב בחושך. זו, אגב, גם הסיבה שאמצעי ראיית לילה מתבססים על האינפרה אדום, המרכיב האדום שבאור. אז אם הקשת היא גווני האור שמוארים אל השמיים, צפוי שהאדום יהיה בצד החשוך, בעוד שמצידה השני של הקשת, יתפזר הסגול בעל אורך הגל הקצר ויאיר גם מחוץ לקשת.
אגב, הגוון הכהה הזה מקבל לעתים צורה של רצועה. זה קורה כשנוצרת בשמיים קשת כפולה. במקרה כזה נוצרת בין הקשתות מעין רצועה כהה שנקראת "רצועת אלכסנדר", על שם מגלה התופעה. קראו עליה באאוריקה בתגית "קשת כפולה".
הנה הסבר הפרשי האור מעל ומתחת לקשת בענן:
https://youtu.be/xkDhQGXqwCM
בתמונות רבות של הקשת הצבעונית שבענן:
https://youtu.be/fahr069-fzE
וסרטון קפיצות זמן שמדגים את התופעה, עם מוסיקה מיוחדת:
https://youtu.be/HRE7hx2bang
מה זה אור?
אור (Light) הוא צורה של אנרגיה. למעשה האור הוא סוג של קרינה אלקטרומגנטית שנראית לעין האנושית. האור עוזב את מקור האור ונע בקווים ישרים לעבר העיניים שלנו.
האור הוא כל קרינה אלקטרומגנטית שנמצאת בטווח הנראה, כלומר שאדם יכול לראות בעיניו. מדע האור, הנקרא אופטיקה, אומר שאפשר לראות את כל מה שבין האינפרה-אדום לאולטרה סגול, שניהם לא נראים על ידי העין האנושית של בני אדם.
זהו אור והוא מהיר. מהיר מאוד. מהירות האור, ללא הפרעה של חומרים, היא 300 אלף קילומטר בשנייה. זה שאומר שאור שנדלק בכדור הארץ ייראה בירח אחרי קצת יותר משניה. די מהר, לא?
אם אתם לא מבינים כמה מהיר האור, אז נאמר לכם שזה כל כך מהר שקשה לכם לתפוס את המהירות הזו של האור. דמיינו מישהו שעובר בשנייה אחת בלבד מרחק ששווה ל-1,000 פעם המרחק מתל אביב לאילת.
זה מרחק אדיר ואת כל זה האור גומע בשנייה אחת בלבד!
מהו אור - באנגלית קלה?
https://youtu.be/1PsHHKwtXQU
הסבר מפורט ומתורגם על האור ומהו אור (מתורגם):
http://youtu.be/IXxZRZxafEQ
כך התפתחה ההבנה של האור לאורך ההיסטוריה (מתורגם):
https://youtu.be/J1yIApZtLos
כך רואה העין את האור (מתורגם):
http://youtu.be/KhXU9D1NlOc
וכך האור מעניק לנו את הצבעים (מתורגם):
http://youtu.be/b5JgooGgwtQ
הקרינה התת-אדומה (Infra Red), או אינפרה-אדום, היא קרינה אלקטרומגנטית שאורך הגל שלה ארוך מאור אדום רגיל. התדר של הקרינה הזו הוא מתחת לזה של אור אדום ולכן היא תת-אדומה. פירוש המילה אינפרה (infra) בלטינית הוא "מתחת". מכאן המושג "אינפרה-אדום".
אבל מהי הקרינה התת-אדומה?
ובכן, אם האור הוא קרינה אלקטרומגנטית שנראית לעין האנושית, יש לו שני קצוות.
באחד מקצות הטווח של האור הנראה של הקרינה האלקטרומגנטית נמצא האינפרה-אדום, או הקרינה התת-אדומה.
בצד השני נמצאת הקרינה האולטרה סגולה, או מה שאנו מכנים לא פעם "אולטרה סגול".
שני סוגי הקרינה הללו לא נראים על ידי העין האנושית, אבל את קרינת האינפרה אדום ניתן לזהות לפי החום שהיא פולטת. כך גם גילה את הקרינה הזו האסטרונום הבריטי ויליאם הרשל. זה היה כשהוא הצמיד מדחום לאלומות האור בצבעים שונים, שהתפצלו במנסרה מהאור הלבן.
הרשל זיהה שהטמפרטורה במדחום עלתה, גם כשהוא מדד מעבר לאלומת האור האדום שנשבר דרך המנסרה. מה שהפליא אותו שזה היה באזור שלא נראה בו אור כלשהו. זו הייתה קרינת אינפרה-אדום.
בימינו יש לקרינה התת אדומה שימושים טכנולוגיים רבים. במכשירים לראיית לילה, למשל, משתמשים כדי "לראות" באמצעות החום של האינפרה אדום גם בחשיכה.
גם ה-remote control, השלט רחוק של הטלוויזיה משדר אותות אינפרה אדומות למכשיר הטלוויזיה שבו הוא שולט.
באינפרה אדום משתמשים גם במכשירי מדידה מתקדמים ועוד. מצלמות תרמיות מאתרות נזילות, באמצעות הבדלי החום ומקרני חום מחממים אפילו מחוץ לבית, באמצעות הקרינה התת-אדומה.
המדענים יודעים היום שבעלי חיים שונים מסוגלים לקלוט בעיניהם קרינה תת-אדומה. יכולתם לקלוט טווח תדרים רחב משל העין האנושית, מקנה להם יתרונות הישרדותיים של ממש. בזכותה הם מסוגלים לזהות מרחוק וגם בחשיכה מוחלטת, את הקרינה התת-אדומה שנפלטת מגופו של טרף פוטנציאלי. כך הם מאתרים טרף וטורפים.
זוהי הקרינה התת-אדומה (מתורגם):
https://youtu.be/Uy75w1GMAGw
כך מנצלים אותה למכשירים כמו שלט רחוק של מזגן או טלוויזיה (עברית):
https://youtu.be/gKl6n0YaO8E
כך בנוי האור המלא שאנו רואים והאינפרה אדום הוא בחלק הבלתי נראה שלו (עברית):
http://youtu.be/KhXU9D1NlOc
הכינו בעצמכם משקפת אינפרה אדום רק אל תביטו בשמש:
https://youtu.be/H2-nP2xl9Zg
ומצלמה תרמית המצלמת באמצעות אינפרה אדום:
https://youtu.be/TrjbF7xojmk
מכשירים לראיית לילה (Night vision devices) משמשים כדי לאפשר צפייה בחשיכה וזיהוי של עצמים, בעלי חיים ובני אדם.
ישנם כמה סוגים של מכשירי ראיית לילה.
מא"כ, קיצור של "מגבר אור כוכבים" - מתבסס על מערכת אופטית שמזכירה בצורתה מעין משקפת. האור בלילה מגיע בעיקר מהירח והכוכבים ועקב מיעוט האור, הראייה שלנו בלילה מוגבלת. עדשות שונות במערכת הטכנולוגית הזו מאפשרות לחזק את אור הכוכבים והירח ולצפות בחשיכה.
הראייה הליילית הזו אינה כוללת צבעים אלא אור ירוק הנראה על מסך. שיטה זו מנצלת את העובדה שרגישות העין האנושית באור ירוק היא מקסימלית.
טכנולוגיה מבוססת חום - האפשרות "לראות" בחושך בטכנולוגיה תרמית מסתייעת בחום הנפלט מכל עצם ומכל בעל חיים. אבל זה לא קורה סתם אלא באמצעות באמצעות קרינה תת-אדומה שאותה לא ניתן לראות ללא ציוד מתאים.
באמצעות הקרינה התת-אדומה, קרינת האינפרה אדום, אפשר לאתר ולצפות גם בחשיכה. הקרינה התת-אדומה (Infra Red), או אינפרה-אדום, היא קרינה אלקטרומגנטית. קראו עליה בתגית "קרינה תת אדומה".
מצלמות תרמיות מאתרות היום באופן דומה נזילות בצנרת בלתי נראית, העוברת עמוק באדמה או בקירות מבנים. באמצעות הבדלי החום שבין המים הנוזלים והסביבה יכולה מצלמה כזו לאתר את מקום הנזילה.
מכל מקום, ההבנה שהקרינה הזו יכולה לאפשר ראיה ליילית באה מעולם בעלי החיים ומלמידה מהטבע, מה שנקרא ביומימקרי. המדענים זיהו מזמן שבעלי חיים שונים מסוגלים לקלוט בעיניהם קרינה תת-אדומה.
היכולת הזו של בעלי חיים לקלוט טווח תדרים רחב משל העין האנושית מקנה להם יתרונות הישרדותיים. בזכותה הם מסוגלים לזהות מרחוק וגם בחשיכה מוחלטת, את הקרינה התת-אדומה שנפלטת מגופו של טרף פוטנציאלי וכך הם מאתרים אותו וטורפים. כך אחרים יכולים להגן על עצמם מטורפים בחשיכה, המתקרבים אליהם.
ממש כמוהם נעזרים חיילים וצבאות שונים במכשירי ראיית לילה, כדי לאתר כוחות אוייב בחשיכה ולפגוע בהם בטרם יותקפו הם.
#סוגי מכשירים לראיית לילה
בין אמצעי התצפית הליילית המשמשים לצרכים צבאיים וביטחוניים יש משקפות לילה (Goggles), כוונות אופטיות לכלי נשק וכוונות טנקים, מצלמות, כוונות טלסקופיות וטלסקופים.
שימוש אזרחי עושים בעיקר במצלמות אבטחה ומשקפות.
הנה ראיית הלילה וסוגי המכשירים לראיית לילה (עברית):
https://youtu.be/_c3duNyKQf0
איך פועלות השיטות לראיית לילה:
https://youtu.be/xyLEyAnF8-Q
מצלמות תרמיות חדישות המכונות ENVG:
https://youtu.be/2v0YrtkwUDQ
מישהו שבנה משקפת אינפרה אדום בעצמו:
https://youtu.be/I1xvc-nfI9U
עוד על טכנולוגיית ה-NVD מבוססת אור הכוכבים:
https://youtu.be/CP6wofWfUws
וכך בנוי האור המלא שאנו רואים והאינפרה אדום הוא בחלק הבלתי נראה שלו (עברית):
http://youtu.be/KhXU9D1NlOc
אזעקת גלאי אקטיבי מבוססת על רעיון שלפיו נשלחה קרן אור פוטו אלקטרית (Photoelectric beam), מצד אחד של האזעקה, אל גלאי שהותקנו בו תאים פוטו-אלקטריים. כאשר מישהו חוצה ביניהם, מזהים התאים הללו שקרן האור נשברת ומפעילים את האזעקה.
כיום משתמשים בגלאי אקטיבי מתקדם שנקרא גלאי קרן. יחידה אחת שלו משדרת קרן אור אינפרא אדומה, בעוד האחרת קולטת אותה. כשהקרן נחסמת, מופעלת האזעקה מיד.
את הגלאי האקטיבי אפשר למקם על קירות או עמודים והוא מסהה פריצות של גדר או אנשים שהסתננו למקומות שאמורים להיות ללא בני-אדם.
הנה הקרניים האינפרה אדומות נשברות כשפורצים ומזוהות על ידי חיישנים אקטיביים המפעילים את האזעקה:
https://youtu.be/QE25-TV1Nm0
כך יוצרים מערכת אזעקה כזו בארדואינו, המחשב להרכבה:
https://youtu.be/eVyrnPC2wPo
כיום יש הרבה סוגים של חיישנים, כולל חיישני תנועה, דלתות, עשן ועוד:
http://youtu.be/ZN3wG4Q6W04
ובחיוך, אולי פעם תהיה אזעקה יעילה כזו לרכב, עם חוש הומור מסוים:
http://youtu.be/8mO3buujTXs
בניגוד לבעלי חיים ליליים ואפילו לסתם יונקים, ראיית לילה (Night vision) היא עניין מורכב לבני אדם. בהיותנו חיות יום, שלא נאלצו לצוד או להגן על עצמם מטורפים בלילה, האבולוציה "ויתרה" על הצורך לפתח למין האנושי יכולות טובות לראיה בחשיכה.
לעומתנו, מרבית היונקים ובמיוחד בעלי החיים הליליים שבהם, מצוידים ביכולת מצוינת לראות בחושך. יתרון זה מאפשר להם להתגנב ולצוד טרף בלילה וכמובן גם להגן על עצמם מטורפים שמעוניינים בהם עצמם כמזון. אישוניהם המתרחבים, למשל, מאפשרים חשיפה מירבית לאור. אצל חלקם, כמו אופוסומים, קופי לילה ודביבונים, העיניים גדולות במיוחד, מה שמשפר להם את הראייה בלילה.
בניגוד לסברה המקובלת בציבור, היונקים לא רואים את העולם בשחור לבן. ועדיין, מפני שהם התפתחו להיות פעילים בלילה, כשראיית צבעים היא לא ממש שימושית, מרבית היונקים רואים פחות צבעים מבני אדם.
כי לרובם, לעומתנו, יש בעיניים רק שני סוגי מדוכים, שהם תאים קולטי אור המגיבים אחרת לאור באורכי גל שונים, כלומר לצבעים שונים. מה שאומר שהם לא מבחינים כלל ברבים מהגוונים הרבים שאנו, בני האדם, רואים.
ראיית לילה, לעומת זאת, מפותחת מאוד אצל בעלי חיים שפעילים בלילה. לבעלי חיים כאלה יש התאמות מיוחדות לראיית לילה. מחקרים ראשונים מצביעים על כך שהיונקים המירו חלק מהמדוכים שלהם בקנים, סוג נוסף של תאים קולטי אור, המגיבים באופן זהה לכל אורכי הגל המצויים באור הנראה. יתרונם העיקרי של הקנים הללו בהקשר לראיית לילה הוא ביכולתם לראות טוב יותר, גם באור חלש וקלוש.
עוד אחת מההתאמות לראיית לילה משופרת היא שכבה רפלקטיבית שהתפתחה במהלך האבולוציה אצל טורפי לילה ונמצאת מאחורי רשתית העין. השכבה הזו נקראת "טַפֵּטוּם לוּסִידוּם" (tapetum lucidum), מגדילה את איכות התמונה שמתקבלת בעין ובכך משפרת את יכולת הָרְאִיָּה שלהם.
אגב, אותה טפטום לוסידום גם גורמת לעיניים של יונקים כאלה להאיר בחושך, כשמאירים עליהן בפנס בחשיכה. מי שמגדלים כלב או חתול מכירים את הברק העדין, שמופיע בעיניהם אם מאירים עליהם כך חשיכה. נהגים מכירים את זה מאורות המכונית בנסיעה לילית במדבר.
ואכן, כמו שחרקים כמו זבוב ושפירית פיתחו להם עיני תשבץ שמזהות תנועה, בכדי להגן על עצמם מטורפים, התפתחה אצל הטורפים ראיית הלילה, שנועדה לסייע להם לאתר את הטרף ולצוד אותו.
חלק מבעלי החיים שמצוידים בראיית לילה טובה שכזו, הם חתולים וכלבים, שניהם טורפים במקור, לצד נחשים ודורסי לילה. טורפים פראיים, כמו שועלים אדומים, צדים היטב בזכות ראיית הלילה הטובה שלהם.
הנה ראיית הלילה של בעלי חיים (מתורגם):
https://youtu.be/t3CjTU7TaNA
עיני התשבץ של השפירית המזהה בזכותן תנועות בזק בסביבתה:
https://youtu.be/m5XUdvBO_TE
והמדענים והמהנדסים שלומדים שנים מבעלי החיים כיצד לפתח ולשפר ציוד לראיית לילה (עברית):
https://youtu.be/0nfcOboZdNs
אינפרה אדום
ויליאם הרשל (William Herschel) היה אסטרונום בריטי יליד גרמניה. הוא התפרסם תודות לתגליות שונות שהחשובה שבהן היא ככל הנראה גילוי כוכב הלכת אורנוס וכמה מירחיו. במהלך השנים הוא גם מדד את גובהם של ההרים שעל הירח וקטלג ותיעד כוכבים כפולים, מושג שהוצמד לזוגות כוכבים המסתובבים אחד סביב השני.
לאסטרונום הבריטי ויליאם הרשל אנו חייבים גם את גילוי הקרינה התת-אדומה, שאנו מכירים כ"אינפרה-אדום". את הקרינה הבלתי נראית הזו מזהים כיום לפי החום שהיא פולטת ואף משתמשים בה לצילום בחשיכה, המבוסס על החום שפולטים בעלי חיים ועצמים שונים. בזכות החום הזה הרשל גם גילה אותה. זה היה כשהוא הצמיד מדחום לאלומות האור הצבעוניות, שהתפצלו ממנסרה, שעליה האיר באור לבן. הרשל שם לב שגם כשהוא מדד מעבר לאלומת האור האדום שנשבר דרך המנסרה, הטמפרטורה במדחום עלתה. מה שהפליא אותו שזה היה באזור שלא נראה בו אור כלשהו. זו הייתה קרינת אינפרה-אדום והוא הבין זאת.
היו גם עוד תגליות מעניינות באסטרונומיה. הוא היה הגאון שגילה, שהמבט לחלל הוא למעשה מבט אל העבר. זאת מכיוון שאנו צופים בכוכבים כה רחוקים, שעד שאורם נגלה לנו, עוברות שנים רבות, עשרות שנים ועד אלפי ומיליוני שנים.
אבל המעניין הוא שהעבודה היומיומית של הרשל הייתה בכלל כמלחין, מוסיקאי ומורה למוסיקה. עד גיל 35 הוא לא עסק כלל באסטרונומיה. את עיקר הקריירה שלו עשה במוסיקה. הוא ניגן בכינור, אבוב ועוגב. אמנם מרבית יצירותיו נשכחו כיום, אבל הרשל חיבר 24 סימפוניות, שלל קונצ'רטי ולא מעט מוסיקה דתית נוצרית, על אף שהיה לפחות חצי יהודי (אב יהודי ואמא כנראה מהאנוסים).
אגב, גם 3 אחיו ג'ייקוב, אלכסנדר ודיטריך, הופיעו כמוסיקאים בעירם באת'. זה היה המשך לאביהם המוסיקאי.
אבל מרגע שגילה את עולם הצפייה בכוכבים, הרשל ניצל את כישרונותיו הרבים ואת הסקרנות והיצירתיות שלו ופיתח גם טלסקופים נהדרים. זה גם איפשר לו להתרכז באסטרונומיה כתחביב שהניב תגליות רבות.
הוא החל לייצר טלסקופים, שמכר בשפע לאסטרונומים אחרים. די מהר זה יהפוך למקור הפרנסה העיקרי שלו ובחייו הרשל יבנה מעל 400 טלסקופים. המפורסם שבהם נחשב לטלסקופ הגדול ביותר בתקופתו - אורכו היה 12 מטרים!
הנה סיפורו של ויליאם הרשל המגלה את אורנוס:
https://youtu.be/rXc405l-J4Q
הסימפוניה מספר 14 ברה מז'ור של הרשל:
https://youtu.be/3mV-ZSzgs8Q
עוד תגלית שלו על מה אנו באמת רואים מהחלל:
http://youtu.be/M9CjmywZ3yQ
סונטה ופוגה מספר 6 שכתב המוסיקאי האסטרונום:
https://youtu.be/Za6lDrmRLZY
ואחותו האסטרונומית קרולין, המוכשרת לא פחות ממנו, שרק בהיותה אישה לא קיבלה קרדיט על תרומתה לתגליותיו:
https://youtu.be/x1prmkoNFl8
הזיהוי הביומטרי מאפשר לזהות כיום אנשים לפי שיטות שונות, מטביעות אצבע, דרך זיהוי תווי הפנים, זיהוי לפי רשתית העין ועד קשתית העין.
גדולים הם סיכוייה של שיטת האימות הביומטרי, המציעה שיטות אלה ואחרות לאותנטיקציה ביומטרית, להחליף את האימות באמצעות טביעת אצבע, שיטה מיושנת, שיש לה לא מעט מגבלות, במיוחד כשמדובר בזיהוי שאינו של אנשים חשודים. זיהוי כזה הולך ונדרש, אם במסגרת המאבק בטרור ואם לצרכי עולם העסקים, שמירת סודיות במתקנים רגישים ומניעת ריגול.
זיהוי קשתית (Iris recognition) היא שיטת זיהוי ביומטרי המשתמשת בשיטות לזיהוי תבנית והתאמתה לתמונת הקשתית בעינו של האדם. מסתבר שתבנית קשתית העין שלנו היא ייחודית, יציבה לאורך זמן וניתן לסרוק אותה גם ממרחק ואפילו ללא ידיעתו של הנסרק, מה שהופך אותה לטכנולוגיה שימושית ביותר, מהירה ולא פולשנית.
בעוד סריקת הרשתית מתבססת על המבנה הייחודי של כלי הדם ברשתית העין, בזיהוי קשתית משתמשים במצלמת וידאו עם תאורת אינפרה-אדום קרוב, המזהה מבנים מורכבים בקשתית שניתן לראות כלפי חוץ.
אלגוריתמים מתמטיים וסטיסטיים מנתחים את התבניות הדיגיטליות שקודדו ממבנים מורכבים אלה והמחשב סורק, במהירות של מיליוני תבניות לשנייה ועם מעט מאד כשלים בתוצאות החיפוש, בבסיס הנתונים של התבניות שנסרקו בעבר ונשמרו בו.
יתרונות הקשתית, כאיבר פנימי ומוגן, ומנגד כזה שניתן לסרוק אותו, מאפשרים לזהות האם מדובר באדם עצמו או במישהו אחר, האם זהו מתחזה או מורשה כניסה וכדומה.
יתרונה הגדול של האותנטיקציה הביומטרית, הוא מהירותה, שנאמדת בפי 3 ורמת הדיוק הגבוהה יותר, אל מול טביעת אצבע. הטכנולוגיה הזו מיועדת לשלל ישומים, מזיהוי מורשי כניסה למתחמים סגורים ועד לזיהוי המשתמש המורשה לטלפון הנייד.
הנה הזיהוי לפי קשתית העין:
https://youtu.be/4F8-Fbh03N8
כך הטכנולוגיה של זיהוי הקשתית בעין פועלת:
https://youtu.be/fHS0nq13yPk
אם הכוכבים שבשמיים מאירים ויש כל כך הרבה מהם, אז למה השמיים אינם בהירים גם בלילה?
השאלה המעניינת הזו נשאלה במשך דורות - הרי אם יש ביקום מספר אינסופי של כוכבים והם מפוזרים בכל השמיים באופן אחיד, היינו אמורים לראות מעלינו שמיים מוארים לחלוטין.. הרי כל קו ראיה מכדור הארץ אמור להסתיים בסופו בכוכב שמאיר.
"פרדוקס אולברס" (Olbers paradox), או "פרדוקס שמי הלילה האפלים", מציג בדיוק את הבעיה הזו - כיצד האור שבשמיים מתפוגג בלילה, על אף שהוא אמור להאיר את השמיים בשטף אינסופי של אור?
טענה שאולי אבק בחלל מסתיר את אורם של חלק מהכוכבים נפסלת, שכן האבק עצמו היה אמור להתחמם ולבהוק בזוהר שהיינו רואים. טענה אחרת, הגיונית יותר, היא שהאור עדיין לא הגיע אל עינינו והוא עושה את דרכו לכדור הארץ. רגע אחרי המפץ הגדול האור הגיע אל הצופה הדמיוני במהירות והשמיים היו בהירים, בעוד שכיום השמיים חשוכים מכיוון שהיקום מתרחב וחלק גדול מהאור מרוחק מאיתנו מאד. זו גם אחת ההוכחות לכך שגיל היקום הוא סופי. כשאנו מביטים למעלה, אנו מביטים אל העבר, אל מקום שבו נמצאים כוכבים שמבחינתנו עוד לא נוצרו..
ועוד דבר - מאז המפץ הגדול, כל הכוכבים הולכים ומתרחקים זה מזה וגם מאיתנו. זו הסיבה שאורם אינו לבן אלא סוג של קרינה תת-אדומה, תאורת קרני אינפרה אדום (קראו על כך בתגית "תופעת דופלר").
אז למה אנו רואים שמיים שחורים? - כי האור של הכוכבים אינו נראה לעינינו. האור הזה מורכב מגלי מיקרוגל בלתי נראים.
הנה סרטון שמסביר מדוע הלילה חשוך:
http://youtu.be/gxJ4M7tyLRE
והסבר אסטרונומי לחושך של הלילות:
http://youtu.be/TFwtJC9_dXs
הקשת בענן שמופיעה בשמיים היא תופעה מיוחדת ומרהיבה ביותר. אך תופעה מרתקת לא פחות הם הבדלי האור שבין צידה העליון והתחתון של הקשת. הביטו בקשת ושימו לב שמתחת לקשת יש אזור מואר, בעוד שמעליה יהיה כהה יותר. במילים אחרות, תמיד תכסה הקשת על מעין כיפה של אור.
הסיבה היא אופטית ויש לה הסבר מדעי. בין צבעי הקשת יש הבדלי תדירויות ולכל צבע יש תדירות משלו, מה שנקרא גם "אורך גל". את התדירות הכי נמוכה מבין הצבעים יש לאור האדום. זה האור שנראה הכי טוב בחושך. זו, אגב, גם הסיבה שאמצעי ראיית לילה מתבססים על האינפרה אדום, המרכיב האדום שבאור. אז אם הקשת היא גווני האור שמוארים אל השמיים, צפוי שהאדום יהיה בצד החשוך, בעוד שמצידה השני של הקשת, יתפזר הסגול בעל אורך הגל הקצר ויאיר גם מחוץ לקשת.
אגב, הגוון הכהה הזה מקבל לעתים צורה של רצועה. זה קורה כשנוצרת בשמיים קשת כפולה. במקרה כזה נוצרת בין הקשתות מעין רצועה כהה שנקראת "רצועת אלכסנדר", על שם מגלה התופעה. קראו עליה באאוריקה בתגית "קשת כפולה".
הנה הסבר הפרשי האור מעל ומתחת לקשת בענן:
https://youtu.be/xkDhQGXqwCM
בתמונות רבות של הקשת הצבעונית שבענן:
https://youtu.be/fahr069-fzE
וסרטון קפיצות זמן שמדגים את התופעה, עם מוסיקה מיוחדת:
https://youtu.be/HRE7hx2bang
אור (Light) הוא צורה של אנרגיה. למעשה האור הוא סוג של קרינה אלקטרומגנטית שנראית לעין האנושית. האור עוזב את מקור האור ונע בקווים ישרים לעבר העיניים שלנו.
האור הוא כל קרינה אלקטרומגנטית שנמצאת בטווח הנראה, כלומר שאדם יכול לראות בעיניו. מדע האור, הנקרא אופטיקה, אומר שאפשר לראות את כל מה שבין האינפרה-אדום לאולטרה סגול, שניהם לא נראים על ידי העין האנושית של בני אדם.
זהו אור והוא מהיר. מהיר מאוד. מהירות האור, ללא הפרעה של חומרים, היא 300 אלף קילומטר בשנייה. זה שאומר שאור שנדלק בכדור הארץ ייראה בירח אחרי קצת יותר משניה. די מהר, לא?
אם אתם לא מבינים כמה מהיר האור, אז נאמר לכם שזה כל כך מהר שקשה לכם לתפוס את המהירות הזו של האור. דמיינו מישהו שעובר בשנייה אחת בלבד מרחק ששווה ל-1,000 פעם המרחק מתל אביב לאילת.
זה מרחק אדיר ואת כל זה האור גומע בשנייה אחת בלבד!
מהו אור - באנגלית קלה?
https://youtu.be/1PsHHKwtXQU
הסבר מפורט ומתורגם על האור ומהו אור (מתורגם):
http://youtu.be/IXxZRZxafEQ
כך התפתחה ההבנה של האור לאורך ההיסטוריה (מתורגם):
https://youtu.be/J1yIApZtLos
כך רואה העין את האור (מתורגם):
http://youtu.be/KhXU9D1NlOc
וכך האור מעניק לנו את הצבעים (מתורגם):
http://youtu.be/b5JgooGgwtQ
מהן מצלמות חום?
מצלמת חום, או מצלמה תרמית (Thermal Imaging Camera), מציגה את המצולם בצבעים שונים. הצבעים הללו משקפים מידות חום שונות. עצמים חמים נראים צהובים, בעוד שעצמים קרים מוצגים בתמונה בצבעים כמו כחול או וורוד. מצלמות חום, או מצלמות תרמיות, מתבססות על טכנולוגיה שנקראת דימות תרמי (Thermography).
צילום תרמי משמש לצורכי עבודה, מחקר ומדע מגוונים. כבאים ולוחמי אש משתמשים במצלמות כאלה, בזמן שריפה ובבניינים בוערים, כדי לאתר בני אדם בתוך עשן סמיך. מצמות אבטחה ומכשירי צילום לילה מצויידים באפשרויות תרמיות כדי לזהות אנשים ובעלי חיים ועוד.
הדימות התרמי הפך כיום שימושי אפילו לייצוג של דברים שאינם קשורים לחום וקור. כך למשל נעזרים בוני ומנהלי אתרים בדימוי הזה, כדי לצפות באזורים "חמים" כביכול בדפי אינטרנט, שבהם משתמשים הגולשים יותר או לוחצים עליהם יותר, לעומת אזורים "קרים", שפחות משתמשים בהם.
כך עובדות המצלמות התרמיות:
https://youtu.be/jX0gIWU49iI?t=4m53s
דברים מהיום-יום שצולמו במצלמות הדימות התרמי:
https://youtu.be/lAZVA0sCS7c
מצלמה תרמית המצלמת באמצעות אינפרה אדום:
https://youtu.be/TrjbF7xojmk
מצלמת חום מיוחדת לסמארטפון:
https://youtu.be/IbbkvwJRwxs?t=4s
כך משתמשים במצלמה תרמית כדי לאתר נזילות מים, עובש ותקלות שונות:
https://youtu.be/4t1C6T9LNCY
על הקרינה התת-אדומה (מתורגם):
https://youtu.be/Uy75w1GMAGw
ומצלמות חום יכולות להיות גם מצלמות אבטחה מצוינות:
https://youtu.be/HAxq9wVR2UY?t=6m21s
מצלמת חום, או מצלמה תרמית (Thermal Imaging Camera), מציגה את המצולם בצבעים שונים. הצבעים הללו משקפים מידות חום שונות. עצמים חמים נראים צהובים, בעוד שעצמים קרים מוצגים בתמונה בצבעים כמו כחול או וורוד. מצלמות חום, או מצלמות תרמיות, מתבססות על טכנולוגיה שנקראת דימות תרמי (Thermography).
צילום תרמי משמש לצורכי עבודה, מחקר ומדע מגוונים. כבאים ולוחמי אש משתמשים במצלמות כאלה, בזמן שריפה ובבניינים בוערים, כדי לאתר בני אדם בתוך עשן סמיך. מצמות אבטחה ומכשירי צילום לילה מצויידים באפשרויות תרמיות כדי לזהות אנשים ובעלי חיים ועוד.
הדימות התרמי הפך כיום שימושי אפילו לייצוג של דברים שאינם קשורים לחום וקור. כך למשל נעזרים בוני ומנהלי אתרים בדימוי הזה, כדי לצפות באזורים "חמים" כביכול בדפי אינטרנט, שבהם משתמשים הגולשים יותר או לוחצים עליהם יותר, לעומת אזורים "קרים", שפחות משתמשים בהם.
כך עובדות המצלמות התרמיות:
https://youtu.be/jX0gIWU49iI?t=4m53s
דברים מהיום-יום שצולמו במצלמות הדימות התרמי:
https://youtu.be/lAZVA0sCS7c
מצלמה תרמית המצלמת באמצעות אינפרה אדום:
https://youtu.be/TrjbF7xojmk
מצלמת חום מיוחדת לסמארטפון:
https://youtu.be/IbbkvwJRwxs?t=4s
כך משתמשים במצלמה תרמית כדי לאתר נזילות מים, עובש ותקלות שונות:
https://youtu.be/4t1C6T9LNCY
על הקרינה התת-אדומה (מתורגם):
https://youtu.be/Uy75w1GMAGw
ומצלמות חום יכולות להיות גם מצלמות אבטחה מצוינות:
https://youtu.be/HAxq9wVR2UY?t=6m21s
מהי תופעת דופלר?
תופעת דופלר או אפקט דוֹפְּלֶר היא תופעה של שינוי התדירות הנצפית או הנשמעת של גל, בשל תנועה יחסית בין מקורו לצופה או לשומע. מדובר בגובה הצליל ולא בעוצמה שלו. גובהו של צליל משתנה בהתאם למרחק, בלי קשר לעוצמתו.
הדוגמה המוכרת של אפקט דופלר היא כשמכונית מתקרבת הצליל שנשמע לאוזנינו גבוה מהצליל האמיתי שהיא מפיקה בנסיעתה וכאשר המכונית מתרחקת - הוא נשמע נמוך מהצליל האמיתי שלה. רק כשהיא ממש לידנו, אנו שומעים את גובה הצליל האמיתי שלה.
אגב, אפקט דופלר נכון גם לאור. האור של כוכבים שמתרחקים מאיתנו הופך להיות אינפרה אדום. קראו על כך באאוריקה בתגית "פרדוקס אולברס".
הנה הסבר על אפקט דופלר (עברית):
https://youtu.be/1zybyButfjY
תופעת דופלר כפי שהיא נשמעת בכלי רכב שעוברים לידנו:
http://youtu.be/yWIMWqkcRDU
דוגמאות לאפקט דופלר כפי שהוא מודגם לחיילים לגבי מטוסים:
http://youtu.be/eo_owZ2UK7E
וכך סייע אפקט דופלר לחזק את תיאוריית המפץ הגדול (מתורגם):
http://youtu.be/rIVkvrEiVm0
תופעת דופלר או אפקט דוֹפְּלֶר היא תופעה של שינוי התדירות הנצפית או הנשמעת של גל, בשל תנועה יחסית בין מקורו לצופה או לשומע. מדובר בגובה הצליל ולא בעוצמה שלו. גובהו של צליל משתנה בהתאם למרחק, בלי קשר לעוצמתו.
הדוגמה המוכרת של אפקט דופלר היא כשמכונית מתקרבת הצליל שנשמע לאוזנינו גבוה מהצליל האמיתי שהיא מפיקה בנסיעתה וכאשר המכונית מתרחקת - הוא נשמע נמוך מהצליל האמיתי שלה. רק כשהיא ממש לידנו, אנו שומעים את גובה הצליל האמיתי שלה.
אגב, אפקט דופלר נכון גם לאור. האור של כוכבים שמתרחקים מאיתנו הופך להיות אינפרה אדום. קראו על כך באאוריקה בתגית "פרדוקס אולברס".
הנה הסבר על אפקט דופלר (עברית):
https://youtu.be/1zybyButfjY
תופעת דופלר כפי שהיא נשמעת בכלי רכב שעוברים לידנו:
http://youtu.be/yWIMWqkcRDU
דוגמאות לאפקט דופלר כפי שהוא מודגם לחיילים לגבי מטוסים:
http://youtu.be/eo_owZ2UK7E
וכך סייע אפקט דופלר לחזק את תיאוריית המפץ הגדול (מתורגם):
http://youtu.be/rIVkvrEiVm0
איך עובד השלט-רחוק של הטלוויזיה או המזגן?
כל כך התרגלנו לשלטי-רחוק במכשירים שלנו, שזה לא יאומן. הרי המכשיר המופלא וזולל הסוללות הזה מאפשר לנו להפוך לבטטות של ממש. מול הטלוויזיה, המזגן ומערכת הסאונד שלנו אנחנו שולחים יד וזה קורה.
איפה אנחנו ואיפה ההורים שלנו, שהיו צריכים לכתת רגליים למכשיר ולכפתוריו?
אז השלט שאנו משתמשים בו עובד כך: כשאנו לוחצים על כפתור, השלט שולח אור אינפרה-אדום לעבר המכשיר שבו הוא שולט. את האור הזה אי אפשר לראות בעיניים רגילות, אם כי במצלמות רבות ניתן לצלמו. כל פקודה של השלט מועברת בצירוף כלשהו של הבהובים והמכשיר הקולט אותה מתוכנת לבצע פעולה מסוימת בכל קידוד של הבהובים. כלומר, הוא מתוכנת לדעת מה לבצע מכל כפתור ולחיצה.
הנה תולדות השלט הרחוק ואיך הוא הלך והסתבך עם השנים (עברית):
https://youtu.be/V0wDUZbYQqM
כך פועל השלט-רחוק (עברית):
http://youtu.be/gKl6n0YaO8E
סרטון אנימציה משעשע שמתאר כל כך יפה מה היה קורה אם הייתה טכנולוגיה פרעונית שמבוססת על שלט רחוק ולידה גמל עם לעיסות מההווה:
https://youtu.be/j6PbonHsqW0
וממשרד החיוך - מה קורה כששלט רחוק יוצא משליטה:
http://youtu.be/X4SM1q66E0s
כל כך התרגלנו לשלטי-רחוק במכשירים שלנו, שזה לא יאומן. הרי המכשיר המופלא וזולל הסוללות הזה מאפשר לנו להפוך לבטטות של ממש. מול הטלוויזיה, המזגן ומערכת הסאונד שלנו אנחנו שולחים יד וזה קורה.
איפה אנחנו ואיפה ההורים שלנו, שהיו צריכים לכתת רגליים למכשיר ולכפתוריו?
אז השלט שאנו משתמשים בו עובד כך: כשאנו לוחצים על כפתור, השלט שולח אור אינפרה-אדום לעבר המכשיר שבו הוא שולט. את האור הזה אי אפשר לראות בעיניים רגילות, אם כי במצלמות רבות ניתן לצלמו. כל פקודה של השלט מועברת בצירוף כלשהו של הבהובים והמכשיר הקולט אותה מתוכנת לבצע פעולה מסוימת בכל קידוד של הבהובים. כלומר, הוא מתוכנת לדעת מה לבצע מכל כפתור ולחיצה.
הנה תולדות השלט הרחוק ואיך הוא הלך והסתבך עם השנים (עברית):
https://youtu.be/V0wDUZbYQqM
כך פועל השלט-רחוק (עברית):
http://youtu.be/gKl6n0YaO8E
סרטון אנימציה משעשע שמתאר כל כך יפה מה היה קורה אם הייתה טכנולוגיה פרעונית שמבוססת על שלט רחוק ולידה גמל עם לעיסות מההווה:
https://youtu.be/j6PbonHsqW0
וממשרד החיוך - מה קורה כששלט רחוק יוצא משליטה:
http://youtu.be/X4SM1q66E0s
מהי מהפכת הקינקט?
הקינקט (Kinect) נולד מסטאראפ ישראלי בשם פריימסנס, שפיתח חיישן תלת-ממד שעמד בלב מה שקיבל את השם "פרוייקט נטאל". חברת מיקרוסופט שקינאה בהצלחה של טכנולוגיית ה-WII החליטה גם היא להוסיף ל-Xbox שלה רכיבים של "הזזת עצמים בחלל". הטכנולוגיה הזו שמאפשרת לבחור או להפעיל משחק באמצעות מחוות ידיים הייתה העתיד של משחקי המחשב הללו ומנהלי המחלקה של האקסבוקס החליטו שגם הם חייבים להיות שם.
מיקרוסופט חכרה את זכות השימוש בטכנולוגיה הישראלית ונטאל הפך למוצר שזכה לשם "קינקט". השם הוא שילוב של המילים חיבור (Connect) וקינטי (Kinetic), שפירושו "תנועה". מי שראה את הסרט "דו"ח מיוחד" (Minority Report), זוכר ודאי את השחקן טום קרוז מעביר תמונות באמצעות הזזת הידיים באוויר. זו ההשראה אבל זו רק ההתחלה של הקינקט..
מערכת הקינקט מכילה חיישנים ומצלמות שמזהים את האדם העומד מולם, באמצעות אור אינפרא-אדום שבו מציפה המערכת החדר. חשבו רגע על עטלפים והסונאר שבאמצעותו הם מזהים מכשולים וקירות. גם לקינקט יש מערכת דמויית סונאר שמזהה כל מחווה של השחקן, כל הבעת פנים, תנועת גוף ואפילו קולות של שחקנים ופקודות שהם נותנים למערכת.
ואכן, בקינקט ניתן לשחק במשחקי מחשב מלהיבים ומרגשים. האפשרות לשחק כשבקר התנועה במשחק הוא גופך, הייתה ונשארה חוויה מרגשת ושונה מכל מה שהיה לפניה. אפשר לשחק בו עם כל אברי הגוף, לשחק גם ביחד, בקבוצה, עם החברים או עם בני המשפחה, לדמות פעולות במשחקי ספורט, פעולה וחלל, אפשר לבחור בדפדוף אמיתי, ממש כמו טום קרוז, בין הפריטים בספריית הסרטים שבכונן ואוספי תכנים אחרים, אפשר לשוחח עם חברים רחוקים ועוד.
הנה הסבר על הקינקט:
https://youtu.be/JhE2zKvcLr4
מהפכת המחוות של הקינקט:
https://youtu.be/p2qlHoxPioM
הפעילות הגופנית הייתה בעצם המשחקים:
https://youtu.be/4OMLjXRfaDQ?t=7s
כמה מהמשחקים הטובים לקינקט:
https://youtu.be/Pk4UVMV-uvU?t=2m26s
ותכנית ארוכה של טופ גיק שבוחנת את הקינקט של 2014:
https://youtu.be/Yw46TBQ-dcw?t=58s
הקינקט (Kinect) נולד מסטאראפ ישראלי בשם פריימסנס, שפיתח חיישן תלת-ממד שעמד בלב מה שקיבל את השם "פרוייקט נטאל". חברת מיקרוסופט שקינאה בהצלחה של טכנולוגיית ה-WII החליטה גם היא להוסיף ל-Xbox שלה רכיבים של "הזזת עצמים בחלל". הטכנולוגיה הזו שמאפשרת לבחור או להפעיל משחק באמצעות מחוות ידיים הייתה העתיד של משחקי המחשב הללו ומנהלי המחלקה של האקסבוקס החליטו שגם הם חייבים להיות שם.
מיקרוסופט חכרה את זכות השימוש בטכנולוגיה הישראלית ונטאל הפך למוצר שזכה לשם "קינקט". השם הוא שילוב של המילים חיבור (Connect) וקינטי (Kinetic), שפירושו "תנועה". מי שראה את הסרט "דו"ח מיוחד" (Minority Report), זוכר ודאי את השחקן טום קרוז מעביר תמונות באמצעות הזזת הידיים באוויר. זו ההשראה אבל זו רק ההתחלה של הקינקט..
מערכת הקינקט מכילה חיישנים ומצלמות שמזהים את האדם העומד מולם, באמצעות אור אינפרא-אדום שבו מציפה המערכת החדר. חשבו רגע על עטלפים והסונאר שבאמצעותו הם מזהים מכשולים וקירות. גם לקינקט יש מערכת דמויית סונאר שמזהה כל מחווה של השחקן, כל הבעת פנים, תנועת גוף ואפילו קולות של שחקנים ופקודות שהם נותנים למערכת.
ואכן, בקינקט ניתן לשחק במשחקי מחשב מלהיבים ומרגשים. האפשרות לשחק כשבקר התנועה במשחק הוא גופך, הייתה ונשארה חוויה מרגשת ושונה מכל מה שהיה לפניה. אפשר לשחק בו עם כל אברי הגוף, לשחק גם ביחד, בקבוצה, עם החברים או עם בני המשפחה, לדמות פעולות במשחקי ספורט, פעולה וחלל, אפשר לבחור בדפדוף אמיתי, ממש כמו טום קרוז, בין הפריטים בספריית הסרטים שבכונן ואוספי תכנים אחרים, אפשר לשוחח עם חברים רחוקים ועוד.
הנה הסבר על הקינקט:
https://youtu.be/JhE2zKvcLr4
מהפכת המחוות של הקינקט:
https://youtu.be/p2qlHoxPioM
הפעילות הגופנית הייתה בעצם המשחקים:
https://youtu.be/4OMLjXRfaDQ?t=7s
כמה מהמשחקים הטובים לקינקט:
https://youtu.be/Pk4UVMV-uvU?t=2m26s
ותכנית ארוכה של טופ גיק שבוחנת את הקינקט של 2014:
https://youtu.be/Yw46TBQ-dcw?t=58s
