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 שרב?
שָׁרָב היא תופעה של גלי חום ויובש כבדים, שאנו מכירים היטב. השרב קורה גם בישראל, אך הוא רווח בארצות רבות בצדו הדרומי של הים התיכון. הוא מתרחש בתקופות המעבר מהחורף לאביב ואל הקיץ ובמעבר מהקיץ אל הסתיו.
שגיאה רווחת היא הבלבול בין חמסין לשרב. כשאנו אומרים בארץ שיש חמסין וחווים חום ויובש, אנו מתכוונים בעצם ל"שרב". החמסין הוא משהו שאין בישראל. זוהי רוח שבאה ממדבר סהרה (ראו באאוריקה בתגית "חמסין").
תנאי השרב ברורים. מבחינת תנאי מזג האוויר, נהוג להגדיר בישראל שני תנאים שהופכים יום לשרבי:
1. הלחות היחסית הממוצעת פחותה מ־50% בחוף ו-45% בהר (בשרב כבד הלחות היחסית בחוף נמוכה מ-30% ובהר נמוכה מ-20%).
2. הטמפרטורה עולה בתוך מספר ימים בשיעור של 10 מעלות צלזיוס ויותר.
מקור המילה שָׁרָב הוא תנ"כי. למשל בספר ישעיהו מט, י נכתב "לֹא יִרְעָבוּ וְלֹא יִצְמָאוּ וְלֹא יַכֵּם שָׁרָב וָשָׁמֶשׁ".
הנה השרב והשריפות שנגרמות ממנו לא פעם:
https://youtu.be/ptOxrLAZ5-4
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
מהו סולם צלזיוס ואילו עוד סולמות קיימים?
סולם צלזיוס מתייחס לנקודת ההיתוך ולנקודת הרתיחה של מים. ב-0 מעלות צלזיוס המים מותכים והופכים ממוצק (קרח) לנוזל. נקודת הרתיחה בסולם צלזיוס היא 100 מעלות צלזיוס ובנקודה זו המים הופכים לגז. הסולם הונהג על ידי המדען השוודי אנדרס צלזיוס בשנת 1724.
יש סולמות נוספים, שהונהגו על ידי חוקרים אחרים. האירי ויליאם תומסון שכונה "לורד קלווין" הנהיג את סולם המעלות קלווין. סולם זה מתחיל מהטמפרטורה הנמוכה ביותר שחומר יכול להגיע אליה וכך 0 בסולם קלווין הוא מינוס 273 של סולם צלזיוס. סולם פרנהייט שהנהיג מדען גרמני בשם דניאל פרנהייט התייחס לנקודת ההיתוך של מי מלח...
ראומיר הצרפתי ביסס את סולן המעלות ראומיר על המים אך החלוקה בין נקודות ההיתוך והרתיחה היא של 80 מעלות בלבד, לעומת 100 של צלזיוס. גם הסקוטי ויליאן רנקין היה חייב ליצור סולם מעלות משלו, סולם רנקין. הוא מתחיל מהאפס המוחלט, הטמפרטורה הנמוכה ביותר האפשרית. משתמשים בו בעיקר מהנדסים.
הנה סרטון על סולם צלזיוס וסולם פרנהייט:
https://youtu.be/-G9FdNqUVBQ
אחד מעמיק יותר:
https://youtu.be/H83CpUMIoxA
סיפורו של סולם הפרנהייט וכיצד הוא נולד:
https://youtu.be/LgrXd0NM2y8
ועוד על סולם פרנהייט:
https://youtu.be/1TV6JFxMEcI
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
למה אנחנו מזיעים?
באמצעות ההזעה גוף האדם פשוט מקרר את עצמו. הזיעה, נוזל שרובו מים, נוצרת בגוף מופרשת דרך נקבוביות קטנות שנקראות בלוטות הזיעה. בלוטות ההזעה נמצאות על פני עורנו.
אבל כיצד בלוטות הזעה מקררות את הגוף?
ובכן, כשחם לנו מתריעים חיישני החום בגופנו ומערכת העצבים מעבירה הודעה על כך לחלק במוח הקדמי שאחראי על הטיפול בעניין - היפותלמוס. ההיפותלמוס שרגיש לחום שולח הוראות לאזן את הטמפרטורה (חום הגוף) בדחיפות. בלוטות ההזעה גם הן מקבלות את ההוראות מההיפותלמוס והן מתחילות מיד בהפרשת זיעה לעור. וכאן מתחיל תהליך הקירור האמיתי - ההתאיידות של הזיעה הנוזלית מהעור גורמת לקירורו של הגוף והגוף פחות חם ופחות מוטרד מהטמפרטורה המעיקה שמסביב.
המדהים הוא שהזיעה מצננת את הגוף האנושי אפילו בטמפרטורות הגבוהות מאד של המדבר. בן אדם יכול להמשיך לתפקד אפילו בתנאי חום קשים, בניגוד לכל היונקים האחרים.
טיפ
===
כדאי לדעת שבחום קיצוני מפריש גוף האדם עד ארבעה ליטר זיעה בשעה! - לכן אנו צריכים לשתות המון ביום חם והרבה ביום קיץ רגיל.
כך פועלות בלוטות הזיעה ומסייעות לגוף לקרר את עצמו, כשאת כל התהליך מנהל המוח שלנו (מתורגם):
https://youtu.be/fctH_1NuqCQ
כך פועלת הזעה אצלנו והסיבה שריח הזיעה רע (עברית):
https://youtu.be/WHx8LjDrqoI
על הזעת היתר הבעייתית (עברית):
https://youtu.be/P8tSz7QD5d0
והטיפולים בהזעת יתר (עברית):
https://youtu.be/pmBgbXIUUTQ
מהו המדחום עם הכספית ואיך הוא פועל?
מַדְחוֹם, בלועזית "תֶרמוֹמטר" (Thermometer), או מד טמפרטורה, הם שמותיו של מכשיר מדידה שמשמש למדידת טמפרטורה.
היום המדחומים הם דיגיטליים ומתבססים על חיישני טמפרטורה, אבל לא תמיד הם היו ברשותנו. למעשה מדובר בהמצאה חדשה מאוד.
המדחום הנפוץ בעבר היה מדחום מבוסס נוזל, שהוא מתכת נוזלית בשם "כספית".
לכספית יש תכונה מעניינת - החל מטמפרטורה של 39- ועד 357 מעלות צלזיוס, הכספית היא נוזלית.
זה מאפשר למדוד איתה טווח רחב של טמפרטורות. איך זה קורה?
ובכן, הכספית מצביעה על הטמפרטורה בזכות תופעה שנקראת "התפשטות תרמית". כמו כל מתכת, כשהכספית מתחממת היא נוטה להתרחב. כשהיא דחוסה בתוך צינור זכוכית, שלידו ספרות המצביעות על הטמפרטורה, עם התחממותה מתרחבת והכספית בצינור ומורה על הספרות עם מידת החום.
בשל רעילות הכספית עלול מדחום הכספית להיות מסוכן לילדים. הסיבה היא שאם הוא נשבר, מתאגדת הכספית בכדוריות רעילות מאד. אלה עלולות להיראות כ"סוכריות כסף" והן מושכות לא פעם ילדים לאכול אותן.
הממציא של מדחום הכספית הוא החוקר הגרמני דניאל פרנהייט, שבמאה ה-18 ביסס את מד-הטמפרטורה שהמציא על אלכוהול ורק בהמשך חייו גילה שהכספית מתאימה יותר למדחום שלו. ואגב, הראשון שפיתח מד טמפרטורה, עוד בסוף המאה ה-16, וביסס אותו דווקא על התפשטות והתכווצות של אוויר, היה החוקר והמדען הנודע גלילאו גליליי.
אז כיום יש באמת מדחומים דיגיטליים משוכללים מאד ובטוחים יותר ממד-החום המסורתי עם הכספית.
בין המדחומים הדיגיטליים יש כאלה שמיועדים למדידה על המצח, באוזן, מדחומים בצורת מוצץ, מדחומי אינפרה-אדום, מדחום מדבקה ומדחום לייזר. הם נחשבים מדויקים פחות ממדחומי הכספית, הידועים בדייקנותם.
ואגב, האחראי למונח "מדחום" הוא המדקדק העברי שמואל שבח קנטורוביץ בשנת תרס"ג. המילה שטבע לתרמומטר נקלטה וכיום זה שמו הנפוץ של המכשיר בעברית. עם זאת, ראוי לדעת שמילה "מדחום" אינה מדויקת מבחינה מדעית. זאת מפני שמד זה לא מודד חום, אלא טמפרטורה.
כך פועל המדחום:
https://youtu.be/rRDyioqL8AI
הנה הסבר לילדים:
https://youtu.be/0E46TN0rK_Y?t=10s
המדחומים האלקטרוניים החליפו עם הזמן את המדחום המבוסס על כספית:
https://youtu.be/V8BkszjwwAM
כך תהפכו בקבוק למדחום:
https://youtu.be/EbrVwQpgEmc
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
מהם כתמי שמש?
על אף שכבר לפני 2,000 שנה חזו אסטרונומים סינים בכתמי שמש (Sunspots), רק ב-1612 הם התגלו לאסטרונומים המערביים, כשגלילאו גליליי זיהה אותם בטלסקופ החדש שלו.
הטמפרטורה על פני השטח שעל השמש היא מטורפת - 5500 מעלות של חום ששום יצור חי לא היה מסוגל לעמוד בהם. כתמי שמש הם אזורים על פני השמש שהטמפרטורה בהם נמוכה מפני השמש הרגילות. הם משתנים בכל מחזור של השמש, אחת ל-11 שנה.
המדענים סבורים שכתמי שמש נוצרים בגלל פעילות של שדות מגנטיים חזקים במיוחד, הגורמים להסעת חום ולהתקררות של אזורים מסוימים לטמפרטורה "נמוכה" של כ-1000 מעלות בלבד, טמפרטורה שבה האזור כהה יותר מפניה הרגילות של השמש.
מסתבר שיש לכתמי השמש גם קשר לאקלים ולמזג האוויר שלנו כאן. מדענים מצאו שהפעילות המחזורית של השמש משפיעה על מזג האוויר בכדור הארץ והמחקר נמשך.
הנה כתמי השמש:
https://youtu.be/F8hStTFQHq8
כך הם נוצרים:
https://youtu.be/j1Vs6dGGEvA
זו הדרך לצפות בשמש מרחוק (עברית):
https://youtu.be/DpzHzdMNteY
וכך חוקרים את כתמי השמש הענקיים, שעל פני השמש:
https://youtu.be/ZC2dfDS8g0Q
מה זה חמסין?
חַמְסִין (Khamsin) היא תופעה של חום קיצוני שנובע משקעים ברומטריים, שנעים לעתים בצורה של רוח מדברית חמה ויבשה, ממדבר סהרה לכיוון מזרח, לאורך חופי הים התיכון הדרומיים.
אחת הסובלות העיקריות מהחמסין היא מצרים. במדינה זו מביא אתו החמסין הרבה אבק וחול ממדבר סהרה. במהלך החמסין המצרי עולה הטמפרטורה עד 20 מעלות צלזיוס, למשך זמן קצר והרוחות מגיעות למהירות של 140 קילומטרים לשעה.
המילה "חמסין" מקורה באמונה של הערבים, שהיא אגב לא מבוססת, שמספר ימי החמסין בשנה הוא חמישים (בערבית "חמסין יום"). מכאן הן "רוחות חמישים הימים", או פשוט "רוחות החמישים".
ואגב, אם חשבתם שיש לנו חמסין בישראל, כדאי שתחשבו שוב. אמנם כולנו מכנים כאן את החום הכבד של הקיץ בשם חמסין, אך למעשה אנו סובלים ממשהו אחר - שָׁרָב. החמסין הוא העונש של אזורים אחרים במרחב...
הנה רוחות החמסין בקהיר:
https://youtu.be/vqFhSnTqsLM
סבתא סעדה מקטרת על החמסין (עברית):
https://youtu.be/qbiChL1AHhQ
והסטנאפיסט שחר חסון חדבר על החום ומזג האוויר (עברית):
https://youtu.be/_oiQufWUOzc
שָׁרָב היא תופעה של גלי חום ויובש כבדים, שאנו מכירים היטב. השרב קורה גם בישראל, אך הוא רווח בארצות רבות בצדו הדרומי של הים התיכון. הוא מתרחש בתקופות המעבר מהחורף לאביב ואל הקיץ ובמעבר מהקיץ אל הסתיו.
שגיאה רווחת היא הבלבול בין חמסין לשרב. כשאנו אומרים בארץ שיש חמסין וחווים חום ויובש, אנו מתכוונים בעצם ל"שרב". החמסין הוא משהו שאין בישראל. זוהי רוח שבאה ממדבר סהרה (ראו באאוריקה בתגית "חמסין").
תנאי השרב ברורים. מבחינת תנאי מזג האוויר, נהוג להגדיר בישראל שני תנאים שהופכים יום לשרבי:
1. הלחות היחסית הממוצעת פחותה מ־50% בחוף ו-45% בהר (בשרב כבד הלחות היחסית בחוף נמוכה מ-30% ובהר נמוכה מ-20%).
2. הטמפרטורה עולה בתוך מספר ימים בשיעור של 10 מעלות צלזיוס ויותר.
מקור המילה שָׁרָב הוא תנ"כי. למשל בספר ישעיהו מט, י נכתב "לֹא יִרְעָבוּ וְלֹא יִצְמָאוּ וְלֹא יַכֵּם שָׁרָב וָשָׁמֶשׁ".
הנה השרב והשריפות שנגרמות ממנו לא פעם:
https://youtu.be/ptOxrLAZ5-4
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
סולם צלזיוס מתייחס לנקודת ההיתוך ולנקודת הרתיחה של מים. ב-0 מעלות צלזיוס המים מותכים והופכים ממוצק (קרח) לנוזל. נקודת הרתיחה בסולם צלזיוס היא 100 מעלות צלזיוס ובנקודה זו המים הופכים לגז. הסולם הונהג על ידי המדען השוודי אנדרס צלזיוס בשנת 1724.
יש סולמות נוספים, שהונהגו על ידי חוקרים אחרים. האירי ויליאם תומסון שכונה "לורד קלווין" הנהיג את סולם המעלות קלווין. סולם זה מתחיל מהטמפרטורה הנמוכה ביותר שחומר יכול להגיע אליה וכך 0 בסולם קלווין הוא מינוס 273 של סולם צלזיוס. סולם פרנהייט שהנהיג מדען גרמני בשם דניאל פרנהייט התייחס לנקודת ההיתוך של מי מלח...
ראומיר הצרפתי ביסס את סולן המעלות ראומיר על המים אך החלוקה בין נקודות ההיתוך והרתיחה היא של 80 מעלות בלבד, לעומת 100 של צלזיוס. גם הסקוטי ויליאן רנקין היה חייב ליצור סולם מעלות משלו, סולם רנקין. הוא מתחיל מהאפס המוחלט, הטמפרטורה הנמוכה ביותר האפשרית. משתמשים בו בעיקר מהנדסים.
הנה סרטון על סולם צלזיוס וסולם פרנהייט:
https://youtu.be/-G9FdNqUVBQ
אחד מעמיק יותר:
https://youtu.be/H83CpUMIoxA
סיפורו של סולם הפרנהייט וכיצד הוא נולד:
https://youtu.be/LgrXd0NM2y8
ועוד על סולם פרנהייט:
https://youtu.be/1TV6JFxMEcI
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
חום
באמצעות ההזעה גוף האדם פשוט מקרר את עצמו. הזיעה, נוזל שרובו מים, נוצרת בגוף מופרשת דרך נקבוביות קטנות שנקראות בלוטות הזיעה. בלוטות ההזעה נמצאות על פני עורנו.
אבל כיצד בלוטות הזעה מקררות את הגוף?
ובכן, כשחם לנו מתריעים חיישני החום בגופנו ומערכת העצבים מעבירה הודעה על כך לחלק במוח הקדמי שאחראי על הטיפול בעניין - היפותלמוס. ההיפותלמוס שרגיש לחום שולח הוראות לאזן את הטמפרטורה (חום הגוף) בדחיפות. בלוטות ההזעה גם הן מקבלות את ההוראות מההיפותלמוס והן מתחילות מיד בהפרשת זיעה לעור. וכאן מתחיל תהליך הקירור האמיתי - ההתאיידות של הזיעה הנוזלית מהעור גורמת לקירורו של הגוף והגוף פחות חם ופחות מוטרד מהטמפרטורה המעיקה שמסביב.
המדהים הוא שהזיעה מצננת את הגוף האנושי אפילו בטמפרטורות הגבוהות מאד של המדבר. בן אדם יכול להמשיך לתפקד אפילו בתנאי חום קשים, בניגוד לכל היונקים האחרים.
טיפ
===
כדאי לדעת שבחום קיצוני מפריש גוף האדם עד ארבעה ליטר זיעה בשעה! - לכן אנו צריכים לשתות המון ביום חם והרבה ביום קיץ רגיל.
כך פועלות בלוטות הזיעה ומסייעות לגוף לקרר את עצמו, כשאת כל התהליך מנהל המוח שלנו (מתורגם):
https://youtu.be/fctH_1NuqCQ
כך פועלת הזעה אצלנו והסיבה שריח הזיעה רע (עברית):
https://youtu.be/WHx8LjDrqoI
על הזעת היתר הבעייתית (עברית):
https://youtu.be/P8tSz7QD5d0
והטיפולים בהזעת יתר (עברית):
https://youtu.be/pmBgbXIUUTQ
מַדְחוֹם, בלועזית "תֶרמוֹמטר" (Thermometer), או מד טמפרטורה, הם שמותיו של מכשיר מדידה שמשמש למדידת טמפרטורה.
היום המדחומים הם דיגיטליים ומתבססים על חיישני טמפרטורה, אבל לא תמיד הם היו ברשותנו. למעשה מדובר בהמצאה חדשה מאוד.
המדחום הנפוץ בעבר היה מדחום מבוסס נוזל, שהוא מתכת נוזלית בשם "כספית".
לכספית יש תכונה מעניינת - החל מטמפרטורה של 39- ועד 357 מעלות צלזיוס, הכספית היא נוזלית.
זה מאפשר למדוד איתה טווח רחב של טמפרטורות. איך זה קורה?
ובכן, הכספית מצביעה על הטמפרטורה בזכות תופעה שנקראת "התפשטות תרמית". כמו כל מתכת, כשהכספית מתחממת היא נוטה להתרחב. כשהיא דחוסה בתוך צינור זכוכית, שלידו ספרות המצביעות על הטמפרטורה, עם התחממותה מתרחבת והכספית בצינור ומורה על הספרות עם מידת החום.
בשל רעילות הכספית עלול מדחום הכספית להיות מסוכן לילדים. הסיבה היא שאם הוא נשבר, מתאגדת הכספית בכדוריות רעילות מאד. אלה עלולות להיראות כ"סוכריות כסף" והן מושכות לא פעם ילדים לאכול אותן.
הממציא של מדחום הכספית הוא החוקר הגרמני דניאל פרנהייט, שבמאה ה-18 ביסס את מד-הטמפרטורה שהמציא על אלכוהול ורק בהמשך חייו גילה שהכספית מתאימה יותר למדחום שלו. ואגב, הראשון שפיתח מד טמפרטורה, עוד בסוף המאה ה-16, וביסס אותו דווקא על התפשטות והתכווצות של אוויר, היה החוקר והמדען הנודע גלילאו גליליי.
אז כיום יש באמת מדחומים דיגיטליים משוכללים מאד ובטוחים יותר ממד-החום המסורתי עם הכספית.
בין המדחומים הדיגיטליים יש כאלה שמיועדים למדידה על המצח, באוזן, מדחומים בצורת מוצץ, מדחומי אינפרה-אדום, מדחום מדבקה ומדחום לייזר. הם נחשבים מדויקים פחות ממדחומי הכספית, הידועים בדייקנותם.
ואגב, האחראי למונח "מדחום" הוא המדקדק העברי שמואל שבח קנטורוביץ בשנת תרס"ג. המילה שטבע לתרמומטר נקלטה וכיום זה שמו הנפוץ של המכשיר בעברית. עם זאת, ראוי לדעת שמילה "מדחום" אינה מדויקת מבחינה מדעית. זאת מפני שמד זה לא מודד חום, אלא טמפרטורה.
כך פועל המדחום:
https://youtu.be/rRDyioqL8AI
הנה הסבר לילדים:
https://youtu.be/0E46TN0rK_Y?t=10s
המדחומים האלקטרוניים החליפו עם הזמן את המדחום המבוסס על כספית:
https://youtu.be/V8BkszjwwAM
כך תהפכו בקבוק למדחום:
https://youtu.be/EbrVwQpgEmc
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
על אף שכבר לפני 2,000 שנה חזו אסטרונומים סינים בכתמי שמש (Sunspots), רק ב-1612 הם התגלו לאסטרונומים המערביים, כשגלילאו גליליי זיהה אותם בטלסקופ החדש שלו.
הטמפרטורה על פני השטח שעל השמש היא מטורפת - 5500 מעלות של חום ששום יצור חי לא היה מסוגל לעמוד בהם. כתמי שמש הם אזורים על פני השמש שהטמפרטורה בהם נמוכה מפני השמש הרגילות. הם משתנים בכל מחזור של השמש, אחת ל-11 שנה.
המדענים סבורים שכתמי שמש נוצרים בגלל פעילות של שדות מגנטיים חזקים במיוחד, הגורמים להסעת חום ולהתקררות של אזורים מסוימים לטמפרטורה "נמוכה" של כ-1000 מעלות בלבד, טמפרטורה שבה האזור כהה יותר מפניה הרגילות של השמש.
מסתבר שיש לכתמי השמש גם קשר לאקלים ולמזג האוויר שלנו כאן. מדענים מצאו שהפעילות המחזורית של השמש משפיעה על מזג האוויר בכדור הארץ והמחקר נמשך.
הנה כתמי השמש:
https://youtu.be/F8hStTFQHq8
כך הם נוצרים:
https://youtu.be/j1Vs6dGGEvA
זו הדרך לצפות בשמש מרחוק (עברית):
https://youtu.be/DpzHzdMNteY
וכך חוקרים את כתמי השמש הענקיים, שעל פני השמש:
https://youtu.be/ZC2dfDS8g0Q
חַמְסִין (Khamsin) היא תופעה של חום קיצוני שנובע משקעים ברומטריים, שנעים לעתים בצורה של רוח מדברית חמה ויבשה, ממדבר סהרה לכיוון מזרח, לאורך חופי הים התיכון הדרומיים.
אחת הסובלות העיקריות מהחמסין היא מצרים. במדינה זו מביא אתו החמסין הרבה אבק וחול ממדבר סהרה. במהלך החמסין המצרי עולה הטמפרטורה עד 20 מעלות צלזיוס, למשך זמן קצר והרוחות מגיעות למהירות של 140 קילומטרים לשעה.
המילה "חמסין" מקורה באמונה של הערבים, שהיא אגב לא מבוססת, שמספר ימי החמסין בשנה הוא חמישים (בערבית "חמסין יום"). מכאן הן "רוחות חמישים הימים", או פשוט "רוחות החמישים".
ואגב, אם חשבתם שיש לנו חמסין בישראל, כדאי שתחשבו שוב. אמנם כולנו מכנים כאן את החום הכבד של הקיץ בשם חמסין, אך למעשה אנו סובלים ממשהו אחר - שָׁרָב. החמסין הוא העונש של אזורים אחרים במרחב...
הנה רוחות החמסין בקהיר:
https://youtu.be/vqFhSnTqsLM
סבתא סעדה מקטרת על החמסין (עברית):
https://youtu.be/qbiChL1AHhQ
והסטנאפיסט שחר חסון חדבר על החום ומזג האוויר (עברית):
https://youtu.be/_oiQufWUOzc
איך נוצרת הרוח?
ישנו תהליך מחזורי שקורה כל הזמן בשמיים. האוויר שקרוב לקרקע מתחמם בגלל קרני השמש שפוגעות ומחממות את הקרקע. כשהאוויר מתחמם הוא עולה ואוויר קר מחליף אותו קרוב לקרקע. האוויר הקר הזה הוא דחוס יותר מהאוויר החם (הרי חום הוא בעצם דחיסות של חלקיקים) וכשהוא יתחמם, הוא יעלה שוב ויוחלף שוב באוויר קר ודחוס. ביחד עם סיבוב כדור הארץ, התנועה של האוויר למעלה ולמטה הופכת לרוח.
הגורם העיקרי ליצירת רוחות, אם כן, הוא הפרשי הלחצים באטמוספירה, שנוצרים בעיקר בשל הפרשי טמפרטורת האוויר. ואכן, הפרשי לחצים הללו הופכים לאנרגיה קינטית, אנרגיה של תנועה - שהיא הרוח. רוחות נוצרות גם בשל הפרשים במשקל הסגולי של גושי אוויר שונים ובגלל הצורה של פני כדור הארץ.
כך נוצרת הרוח:
https://youtu.be/9uvMGB3G6X8
הסבר לילדים:
https://youtu.be/0yXC45dgmSs
רוח בעוצמה של 100 קילומטרים בשעה ואיך היא מזיזה ומרימה מטוס נוסעים על הקרקע:
http://youtu.be/cHhZwvdRR5c
ורוח נושבת בצמרות העצים:
http://youtu.be/3zvZO5SbASM
ישנו תהליך מחזורי שקורה כל הזמן בשמיים. האוויר שקרוב לקרקע מתחמם בגלל קרני השמש שפוגעות ומחממות את הקרקע. כשהאוויר מתחמם הוא עולה ואוויר קר מחליף אותו קרוב לקרקע. האוויר הקר הזה הוא דחוס יותר מהאוויר החם (הרי חום הוא בעצם דחיסות של חלקיקים) וכשהוא יתחמם, הוא יעלה שוב ויוחלף שוב באוויר קר ודחוס. ביחד עם סיבוב כדור הארץ, התנועה של האוויר למעלה ולמטה הופכת לרוח.
הגורם העיקרי ליצירת רוחות, אם כן, הוא הפרשי הלחצים באטמוספירה, שנוצרים בעיקר בשל הפרשי טמפרטורת האוויר. ואכן, הפרשי לחצים הללו הופכים לאנרגיה קינטית, אנרגיה של תנועה - שהיא הרוח. רוחות נוצרות גם בשל הפרשים במשקל הסגולי של גושי אוויר שונים ובגלל הצורה של פני כדור הארץ.
כך נוצרת הרוח:
https://youtu.be/9uvMGB3G6X8
הסבר לילדים:
https://youtu.be/0yXC45dgmSs
רוח בעוצמה של 100 קילומטרים בשעה ואיך היא מזיזה ומרימה מטוס נוסעים על הקרקע:
http://youtu.be/cHhZwvdRR5c
ורוח נושבת בצמרות העצים:
http://youtu.be/3zvZO5SbASM
איך התרמוס שומר על החום?
התרמוס מאפשר לשמור על חום קבוע לנוזל שבתוכו. שמירת החום נעשית באמצעות שכבה כפולה של בידוד, שמתבססת על ואקום.
בתרמוס יש מיכל זכוכית שבינו לבין הדופן החיצונית של התרמוס יש ריק, מה שנקרא באנגלית ואקום. הואקום הוא חלל ריק שאין בו אוויר ולמעשה אין בו שום גז או חומר. הריק הזה לא מאפשר לחום של הבקבוק לעבור דרכו ולכן הנוזל שבבקבוק שומר על הטמפרטורה שבו זמן רב.
עוד דבר שמאפשר לחום להישמר זמן רב הוא צבע הכסף שבו צבועה הזכוכית של המיכל מבפנים. הזכוכית הכסופה מחזירה את החום פנימה למיכל, ממש כמו שמראה מחזירה אור. כך נשמר החום של הנוזל שבתרמוס טוב יותר.
כך פועל התרמוס:
http://youtu.be/oYoHGiNxp2E
התרמוס מאפשר לשמור על חום קבוע לנוזל שבתוכו. שמירת החום נעשית באמצעות שכבה כפולה של בידוד, שמתבססת על ואקום.
בתרמוס יש מיכל זכוכית שבינו לבין הדופן החיצונית של התרמוס יש ריק, מה שנקרא באנגלית ואקום. הואקום הוא חלל ריק שאין בו אוויר ולמעשה אין בו שום גז או חומר. הריק הזה לא מאפשר לחום של הבקבוק לעבור דרכו ולכן הנוזל שבבקבוק שומר על הטמפרטורה שבו זמן רב.
עוד דבר שמאפשר לחום להישמר זמן רב הוא צבע הכסף שבו צבועה הזכוכית של המיכל מבפנים. הזכוכית הכסופה מחזירה את החום פנימה למיכל, ממש כמו שמראה מחזירה אור. כך נשמר החום של הנוזל שבתרמוס טוב יותר.
כך פועל התרמוס:
http://youtu.be/oYoHGiNxp2E
איך גייזר נוצר?
הגייזר (Geyser) הוא מעיין של מים חמים, המתפרץ כל כמה זמן ומעלה לאוויר עמוד של מים חמים וקיטור.
הגייזר נוצר מאנרגיה שנוצרת בעמקי האדמה ויוצאת החוצה בלחץ גדול. המזרקה הזו של הגייזר, היא לוהטת ורועשת מאוד והיא מרשימה מאוד לצפות בה.
#אבל איך הגייזר נוצר ממש?
אז ראשית, בואו נבין מהי מגמה. מדובר בסלעים במצב נוזלי, כלומר מותכים. כי חשוב לדעת - כמו הרבה מוצקים שמתחממים לטמפרטורות גבוהות והופכים לנוזל, גם הסלע מותך העומק האדמה והופך בחום העצום שבה לנוזל.
המגמה, כלומר הסלע הנוזלי והלוהט בחום רב, נמצאת בדרך כלל בעומק האדמה. כשהיא נחשפת לאוויר זה בדרך כלל בהתפרצות געשית, כמו בהרי געש שמהם היא פורצת ושוטפת בלבה רותחת. כללית, אנו יודעים לומר שככל שמעמיקים בתוך פנים אדמת כדור הארץ, כל הסלעים מותכים לנוזל ולוהטים בטמפרטורות מטורפות.
נחזור לגייזר. הוא נוצר במקומות שבהם יש מגמה רותחת, שנמצאת די סמוך לפני האדמה. כמובן שהסמוך הזה הוא יחסי, כי העומק של המגמה שיוצרת גייזרים יכול להגיע גם לכמה קילומטרים בעומק האדמה.
כך או כך, דמיינו כמות של מי גשם ושלג, שחלחלו לעומק האדמה ומגיעים לאזורים תת-קרקעיים שבהם נמצאת המגמה הרותחת. המים הללו מתחממים מאוד, עוברים בהרבה את טמפרטורת הרתיחה שאנו מכירים - בגובה פני הים היא תהיה 100 מעלות צלסיוס. אבל מפני שהמים הללו נמצאים בין שכבות הסלע, הם לא סתם רותחים, אלא נוצר בהם לחץ גדול מאוד של אדים כלואים.
ככל שהמים מתחממים עוד ועוד, הולך וגובר הלחץ הזה, עד לנקודה שבה לחץ קיטור שיוצרים המים הוא כה גדול, עד שהם מוצאים נקודה חלשה בשכבות הסלע והאדמה, ממנה הם יכולים להתפרץ החוצה.
כך שהצירוף של חום גבוה במים ונקבים וסדקים בסלעים, שדרכם עובר הקיטור עתיד לחולל את הגייזר - התפרצות "הידרו-תרמית".
כי כמו בקומקום רותח או בסיר לחץ - כשתיווצר ההתפרצות של המים הלוהטים ("הידרו-תרמית" - מים חמים), היא תכיל מים בצורת קיטור, כלומר לחץ שנוצר במים רותחים פלוס. בשל החום העצום של המגמה הלוהטת שבסמוך לה היו המים, יש קיטור שמתפרץ.
זהו הגייזר. המים הלוהטים מתפרצים כקיטור החוצה מהאדמה, יוצרים מזרקת מים גבוהה, שלא פעם מגיעה לגובה של עשרות ואף מאות מטרים.
התפרצות הגייזר היא גם הרגע שבו הגייזר דועך. כי כשהלחץ משתחרר, התהליך במעמקי האדמה מתחיל שוב. המים יתחממו, עד לרגע בו לחץ המים שוב יגבר והגייזר יתפרץ שוב.
השם גייזר, אגב, בא מהשפה האיסלנדית ופירושו "להתפרץ" או "לנבוע". באיסלנד יש גייזרים שמתפרצים כל מספר דקות או שעות ואנשים עומדים וממתינים להתפרצות הבאה והלא פעם מדויקת, על השעון. אם כי העוצמתיים, המעניינים והמרשימים יותר הם דווקא הגייזרים שמתפרצים באופן לא סדיר, לעתים רק אחת לכמה שנים.
הנה היווצרות הגייזר:
http://youtu.be/X4zA_YPCyHs
הגייזר (Geyser) הוא מעיין של מים חמים, המתפרץ כל כמה זמן ומעלה לאוויר עמוד של מים חמים וקיטור.
הגייזר נוצר מאנרגיה שנוצרת בעמקי האדמה ויוצאת החוצה בלחץ גדול. המזרקה הזו של הגייזר, היא לוהטת ורועשת מאוד והיא מרשימה מאוד לצפות בה.
#אבל איך הגייזר נוצר ממש?
אז ראשית, בואו נבין מהי מגמה. מדובר בסלעים במצב נוזלי, כלומר מותכים. כי חשוב לדעת - כמו הרבה מוצקים שמתחממים לטמפרטורות גבוהות והופכים לנוזל, גם הסלע מותך העומק האדמה והופך בחום העצום שבה לנוזל.
המגמה, כלומר הסלע הנוזלי והלוהט בחום רב, נמצאת בדרך כלל בעומק האדמה. כשהיא נחשפת לאוויר זה בדרך כלל בהתפרצות געשית, כמו בהרי געש שמהם היא פורצת ושוטפת בלבה רותחת. כללית, אנו יודעים לומר שככל שמעמיקים בתוך פנים אדמת כדור הארץ, כל הסלעים מותכים לנוזל ולוהטים בטמפרטורות מטורפות.
נחזור לגייזר. הוא נוצר במקומות שבהם יש מגמה רותחת, שנמצאת די סמוך לפני האדמה. כמובן שהסמוך הזה הוא יחסי, כי העומק של המגמה שיוצרת גייזרים יכול להגיע גם לכמה קילומטרים בעומק האדמה.
כך או כך, דמיינו כמות של מי גשם ושלג, שחלחלו לעומק האדמה ומגיעים לאזורים תת-קרקעיים שבהם נמצאת המגמה הרותחת. המים הללו מתחממים מאוד, עוברים בהרבה את טמפרטורת הרתיחה שאנו מכירים - בגובה פני הים היא תהיה 100 מעלות צלסיוס. אבל מפני שהמים הללו נמצאים בין שכבות הסלע, הם לא סתם רותחים, אלא נוצר בהם לחץ גדול מאוד של אדים כלואים.
ככל שהמים מתחממים עוד ועוד, הולך וגובר הלחץ הזה, עד לנקודה שבה לחץ קיטור שיוצרים המים הוא כה גדול, עד שהם מוצאים נקודה חלשה בשכבות הסלע והאדמה, ממנה הם יכולים להתפרץ החוצה.
כך שהצירוף של חום גבוה במים ונקבים וסדקים בסלעים, שדרכם עובר הקיטור עתיד לחולל את הגייזר - התפרצות "הידרו-תרמית".
כי כמו בקומקום רותח או בסיר לחץ - כשתיווצר ההתפרצות של המים הלוהטים ("הידרו-תרמית" - מים חמים), היא תכיל מים בצורת קיטור, כלומר לחץ שנוצר במים רותחים פלוס. בשל החום העצום של המגמה הלוהטת שבסמוך לה היו המים, יש קיטור שמתפרץ.
זהו הגייזר. המים הלוהטים מתפרצים כקיטור החוצה מהאדמה, יוצרים מזרקת מים גבוהה, שלא פעם מגיעה לגובה של עשרות ואף מאות מטרים.
התפרצות הגייזר היא גם הרגע שבו הגייזר דועך. כי כשהלחץ משתחרר, התהליך במעמקי האדמה מתחיל שוב. המים יתחממו, עד לרגע בו לחץ המים שוב יגבר והגייזר יתפרץ שוב.
השם גייזר, אגב, בא מהשפה האיסלנדית ופירושו "להתפרץ" או "לנבוע". באיסלנד יש גייזרים שמתפרצים כל מספר דקות או שעות ואנשים עומדים וממתינים להתפרצות הבאה והלא פעם מדויקת, על השעון. אם כי העוצמתיים, המעניינים והמרשימים יותר הם דווקא הגייזרים שמתפרצים באופן לא סדיר, לעתים רק אחת לכמה שנים.
הנה היווצרות הגייזר:
http://youtu.be/X4zA_YPCyHs
מהי טמפרטורה?
טמפרטורה (Temperature) היא מושג שיש להסביר בתנועות החלקיקים של החומר. כל גוף וכל חומר מורכבים ממולקולות, שהם החלקיקים הקטנים ביותר של החומר.
הטמפרטורה היא המהירות של המולקולות בגוף זה. ככל שהמולקולות נעות וזזות מהר יותר, הן מתנגשות יותר זו בזו. האנרגיה העצורה בחומר רבה יותר והטמפרטורה שלו גבוהה יותר.
בדיקת הבנה
==========
האם חומר שהמולקולות שלו זזות לאט הוא חם או קר?
את הטמפרטורה ניתן להסביר לפי ההבדלים בין תה קר לתה חם:
https://youtu.be/SUnEyFbqyZQ
מדחום, או תרמומטר, הוא מכשיר שבעזרתו ניתן למדוד את הטמפרטורה:
https://youtu.be/dw1PcsA6MSU
האם הטמפרטורה היא עניין מורכב?
https://youtu.be/W5teyd8srp8
וכאן בגרסת אנימציה ארוכה:
https://youtu.be/EPAct_QsGKg
טמפרטורה (Temperature) היא מושג שיש להסביר בתנועות החלקיקים של החומר. כל גוף וכל חומר מורכבים ממולקולות, שהם החלקיקים הקטנים ביותר של החומר.
הטמפרטורה היא המהירות של המולקולות בגוף זה. ככל שהמולקולות נעות וזזות מהר יותר, הן מתנגשות יותר זו בזו. האנרגיה העצורה בחומר רבה יותר והטמפרטורה שלו גבוהה יותר.
בדיקת הבנה
==========
האם חומר שהמולקולות שלו זזות לאט הוא חם או קר?
את הטמפרטורה ניתן להסביר לפי ההבדלים בין תה קר לתה חם:
https://youtu.be/SUnEyFbqyZQ
מדחום, או תרמומטר, הוא מכשיר שבעזרתו ניתן למדוד את הטמפרטורה:
https://youtu.be/dw1PcsA6MSU
האם הטמפרטורה היא עניין מורכב?
https://youtu.be/W5teyd8srp8
וכאן בגרסת אנימציה ארוכה:
https://youtu.be/EPAct_QsGKg
איך חמה החממה?
החממה השקופה היא פתרון מעולה לשמירה על החום בימים הקרים. החממה לוכדת את קרני השמש ומאפשרת לצמחים להישאר בסביבה חמה, גם כאשר קר מאד בחוץ.
איך זה עובד?
קרני השמש יכולות לעבור דרך שמשות הזכוכית של החממה, להאיר ולחמם כל מה שבתוכה ולתת לצומח חיים ואנרגיה בתהליך הפוטוסינתזה (ראו בתגית "פוטוסינתזה").
מנגד, קיר הזכוכית של החממה מגן על הצמחים מהכפור החורפי ומהרוחות העזות שמסביב. כך ניתן לגדל בחממה צמחים שאוהבים שמש וחום גם בעונת החורף.
על שם החממה נקרא "אפקט החממה" - הוא שגורם להתחממות כדור הארץ. קראו עליו באאוריקה בתגית "אפקט החממה".
כך פועלת החממה, במקרה הזה בקיבוץ (עברית):
http://youtu.be/MxOq6Oqndys
הסבר על אפקט החממה:
http://youtu.be/ab6jV4VBWZE
וסרטון שמסביר באנימציה מהו אפקט החממה:
http://youtu.be/Hi3ERes0h84
החממה השקופה היא פתרון מעולה לשמירה על החום בימים הקרים. החממה לוכדת את קרני השמש ומאפשרת לצמחים להישאר בסביבה חמה, גם כאשר קר מאד בחוץ.
איך זה עובד?
קרני השמש יכולות לעבור דרך שמשות הזכוכית של החממה, להאיר ולחמם כל מה שבתוכה ולתת לצומח חיים ואנרגיה בתהליך הפוטוסינתזה (ראו בתגית "פוטוסינתזה").
מנגד, קיר הזכוכית של החממה מגן על הצמחים מהכפור החורפי ומהרוחות העזות שמסביב. כך ניתן לגדל בחממה צמחים שאוהבים שמש וחום גם בעונת החורף.
על שם החממה נקרא "אפקט החממה" - הוא שגורם להתחממות כדור הארץ. קראו עליו באאוריקה בתגית "אפקט החממה".
כך פועלת החממה, במקרה הזה בקיבוץ (עברית):
http://youtu.be/MxOq6Oqndys
הסבר על אפקט החממה:
http://youtu.be/ab6jV4VBWZE
וסרטון שמסביר באנימציה מהו אפקט החממה:
http://youtu.be/Hi3ERes0h84
איך פועלת נורת הלהט ואיך היא בנויה?
נורת הליבון, או נורת הלהט, היא אחת הנורות הנפוצות בעולם. כיום היא פחות פופולארית, בעיקר משום שנורת הלהט מבזבזת יותר חשמל מנורות חדישות כמו נורת הפלורסנט או נורת הלד.
נורת הלהט פועלת על ידי זרם חשמלי שמלהיט את חוט הלהט, שבו הוא עובר. החום הגבוה גורם להתנדפות של אטומי הטונגסטן. זה גורם להקטנת עוביו של חוט הלהט ולהגדלת ההתנגדות החשמלית שלו. העובדה שחוט הלהט הולך וצר גורמת בהדרגה להתכתו המוחלטת ולהתנתקותו, מה שגורם לנורה "להישרף", כלומר לסיים את חייה.
כך פועלת נורת הלהט או הליבון:
https://youtu.be/pnK9tEPkp5c
הסבר על אופן פעולתה (עברית):
http://youtu.be/1eOpxaIZvRQ?t=16s
הסבר באנגלית לילדים על דרך פעולתה והמבנה של נורת הליבון:
https://youtu.be/gmyGKIprpBQ
וכך פועלת נורת הליבון שפתרה את בעיות התאורה בעולם:
https://youtu.be/YnMP1Uj2nz0
נורת הליבון, או נורת הלהט, היא אחת הנורות הנפוצות בעולם. כיום היא פחות פופולארית, בעיקר משום שנורת הלהט מבזבזת יותר חשמל מנורות חדישות כמו נורת הפלורסנט או נורת הלד.
נורת הלהט פועלת על ידי זרם חשמלי שמלהיט את חוט הלהט, שבו הוא עובר. החום הגבוה גורם להתנדפות של אטומי הטונגסטן. זה גורם להקטנת עוביו של חוט הלהט ולהגדלת ההתנגדות החשמלית שלו. העובדה שחוט הלהט הולך וצר גורמת בהדרגה להתכתו המוחלטת ולהתנתקותו, מה שגורם לנורה "להישרף", כלומר לסיים את חייה.
כך פועלת נורת הלהט או הליבון:
https://youtu.be/pnK9tEPkp5c
הסבר על אופן פעולתה (עברית):
http://youtu.be/1eOpxaIZvRQ?t=16s
הסבר באנגלית לילדים על דרך פעולתה והמבנה של נורת הליבון:
https://youtu.be/gmyGKIprpBQ
וכך פועלת נורת הליבון שפתרה את בעיות התאורה בעולם:
https://youtu.be/YnMP1Uj2nz0
מהי משרביה?
משְרַביה (Lattice work או Mashrabiya) היא סבכה, מעין חלון מסוגנן, שמקובל בבנייה האיסלאמית, בחלונות, בקירות ובפתחי מבנים.
משרביות הותקנו בצדי הבתים כדי לאווררם. את המשרביה שבדרך כלל נעשתה מעץ, אפשר לראות בבתים מסורתיים רבים במדינות ערב. האמנות והאסתטיקה האיסלאמית, שהביאו לשיא את עבודת העיטור, הפכו את המשרביות הללו למעוטרות ומסוגננות במיוחד בסגנון הערבסקות.
המשרביה משתמשת במגבלה אופטית שמקשה על המבט מאזור מואר אל אזור חשוך. כשאנו מצויים באור ומביטים לעבר מקום חשוך, העין שלנו מתקשה להתמודד עם החשיכה ולהבחין בה בפרטים.
האור שמחוץ לבית מסתיר את הבית המוצל והחשוך יותר. ואכן, משרביות מאפשרות לחצוץ מבלי לחסום, לאפשר חלון הצצה החוצה, מבלי להיחשף. בכך הן משרתות צורך מסורתי ודתי של המוסלמים, להבדיל בין פנים הבית למה שקורה בחוץ.
מצד אחד יכולים אוויר, אור וחום להכנס דרכה אל הבית, אך מנגד שומרת המשרביה על הפרטיות ומקשה על הנמצאים מחוץ לבית לראות את מה שקורה בתוכו ובמיוחד את הנשים.
במשך מאות שנים השתמשה האדריכלות האסלאמית במשרביות עשויות עץ, אבן ואף בטון כדי להכניס אוויר ואור אל הבתים. כיום מייצרים משרביות גם בחיתוך לייזר, בטכניקות מדוייקות, מהירות וזולות הרבה יותר מכל שיטה מסורתית.
במאה ה-21 הייתה המשרביה גם למרכיב אדריכלי מקובל ובעל היבטים ירוקים. היא משמשת לנוי ולעיצוב, גם בקרב מי שאינם מוסלמים. מעבר ליופיין המעוטר, המשרביות מסייעות לבנייה ירוקה, כזו המנצלת את הטבע לאיכות חיים ושומרת על כדור הארץ.
על ידי שימוש במשרביה, ללא היבטיה החברתיים והדתיים, מנצלים אדריכלים את היכולת המופלאה שלה לשפר את זרימת האוויר הטבעית אל המבנה ולשמור, ללא השקעת אנרגיה, על קרירותו הטבעית. בעולם הולך ומתחמם - זה לא מעט.
כך מייצרים משרביות מסורתיות מעץ:
https://youtu.be/JFiaVEWG3gs
משרביות משיש:
https://youtu.be/ieVcTJlbzGE
משרביה מודרנית מעץ:
https://youtu.be/VNvK9MCEvs4
כך בונים מרפסת משרביה:
https://youtu.be/FYzlNSgClT4
משרביות מודרניות מיוצרות בעזרת חיתוך לייזר ומשמשות באדריכלות מודרנית של מבנים איסלאמיים:
https://youtu.be/PXNRiIrEcME
והנה מגוון דוגמאות של משרביות וערבסקות בחיתוך לייזר:
https://youtu.be/0SdulBbcIBw
משְרַביה (Lattice work או Mashrabiya) היא סבכה, מעין חלון מסוגנן, שמקובל בבנייה האיסלאמית, בחלונות, בקירות ובפתחי מבנים.
משרביות הותקנו בצדי הבתים כדי לאווררם. את המשרביה שבדרך כלל נעשתה מעץ, אפשר לראות בבתים מסורתיים רבים במדינות ערב. האמנות והאסתטיקה האיסלאמית, שהביאו לשיא את עבודת העיטור, הפכו את המשרביות הללו למעוטרות ומסוגננות במיוחד בסגנון הערבסקות.
המשרביה משתמשת במגבלה אופטית שמקשה על המבט מאזור מואר אל אזור חשוך. כשאנו מצויים באור ומביטים לעבר מקום חשוך, העין שלנו מתקשה להתמודד עם החשיכה ולהבחין בה בפרטים.
האור שמחוץ לבית מסתיר את הבית המוצל והחשוך יותר. ואכן, משרביות מאפשרות לחצוץ מבלי לחסום, לאפשר חלון הצצה החוצה, מבלי להיחשף. בכך הן משרתות צורך מסורתי ודתי של המוסלמים, להבדיל בין פנים הבית למה שקורה בחוץ.
מצד אחד יכולים אוויר, אור וחום להכנס דרכה אל הבית, אך מנגד שומרת המשרביה על הפרטיות ומקשה על הנמצאים מחוץ לבית לראות את מה שקורה בתוכו ובמיוחד את הנשים.
במשך מאות שנים השתמשה האדריכלות האסלאמית במשרביות עשויות עץ, אבן ואף בטון כדי להכניס אוויר ואור אל הבתים. כיום מייצרים משרביות גם בחיתוך לייזר, בטכניקות מדוייקות, מהירות וזולות הרבה יותר מכל שיטה מסורתית.
במאה ה-21 הייתה המשרביה גם למרכיב אדריכלי מקובל ובעל היבטים ירוקים. היא משמשת לנוי ולעיצוב, גם בקרב מי שאינם מוסלמים. מעבר ליופיין המעוטר, המשרביות מסייעות לבנייה ירוקה, כזו המנצלת את הטבע לאיכות חיים ושומרת על כדור הארץ.
על ידי שימוש במשרביה, ללא היבטיה החברתיים והדתיים, מנצלים אדריכלים את היכולת המופלאה שלה לשפר את זרימת האוויר הטבעית אל המבנה ולשמור, ללא השקעת אנרגיה, על קרירותו הטבעית. בעולם הולך ומתחמם - זה לא מעט.
כך מייצרים משרביות מסורתיות מעץ:
https://youtu.be/JFiaVEWG3gs
משרביות משיש:
https://youtu.be/ieVcTJlbzGE
משרביה מודרנית מעץ:
https://youtu.be/VNvK9MCEvs4
כך בונים מרפסת משרביה:
https://youtu.be/FYzlNSgClT4
משרביות מודרניות מיוצרות בעזרת חיתוך לייזר ומשמשות באדריכלות מודרנית של מבנים איסלאמיים:
https://youtu.be/PXNRiIrEcME
והנה מגוון דוגמאות של משרביות וערבסקות בחיתוך לייזר:
https://youtu.be/0SdulBbcIBw
מהם חום וקור?
חום הוא תנועה מהירה של חלקיקי החומר וקור הוא תנועה איטית שלהם. גם הדחיסות שלהם משתנה כי אוויר חם הוא פחות דחוס מאוויר קר. החלקיקים באוויר מתחממים והם זזים במהירות, מה שמגדיל את המרווחים ביניהם, כלומר את הוואקום שבין חלקיקי האוויר. באוויר הקר, לעומת זאת, החלקיקים נעים לאט יחסית לאוויר החם והמרווח ביניהם מצטמצם.
לכן אוויר חם הוא קל והוא עולה למעלה, בעוד שאוויר קר הוא כבד ויורד למטה.
הנה ההבדלים בתנועת החלקיקים במים הקרים (תנועה איטית) ובחמים (תנועה מהירה):
https://youtu.be/G_TCFgEdEGc
הנה הסבר לחום והקור:
https://youtu.be/f1eAOygDP5s
חום הוא תנועה מהירה של חלקיקי החומר וקור הוא תנועה איטית שלהם. גם הדחיסות שלהם משתנה כי אוויר חם הוא פחות דחוס מאוויר קר. החלקיקים באוויר מתחממים והם זזים במהירות, מה שמגדיל את המרווחים ביניהם, כלומר את הוואקום שבין חלקיקי האוויר. באוויר הקר, לעומת זאת, החלקיקים נעים לאט יחסית לאוויר החם והמרווח ביניהם מצטמצם.
לכן אוויר חם הוא קל והוא עולה למעלה, בעוד שאוויר קר הוא כבד ויורד למטה.
הנה ההבדלים בתנועת החלקיקים במים הקרים (תנועה איטית) ובחמים (תנועה מהירה):
https://youtu.be/G_TCFgEdEGc
הנה הסבר לחום והקור:
https://youtu.be/f1eAOygDP5s
