مجلة إمتاع الذات بطرائف المعلومات إعداد ال طالبات إشراف د. سهير سليمان

1. مجلة • إمتاع الذات • بطرائف المعلومات • إعداد الطالبات • إشراف • د. سهير سليمان

2. تطالعون في هذا العدد الحسن بن الهيثم ص (5) ما هي الأمواج فوق الصوتية ؟ (ص 11) كيف تعمل شاشات البلورات السائلة(ص15 ) القنبلة النووية (ص17 ) الأشعة فوق البنفسجية(ص 20) تقنية النانو ( ص 30)

3. الحمد لله و الصلاة و السلام على من لا نبي بعده ... أما بعد ها هو العدد الخامس من مجلة ( إمتاع الذات بطرائف المعلومات ) الذي يصدر حاملا معه الكثير من المعلومات العلمية المفيدة لطالباتنا العزيزات و إن دل هذا فيدل على الجهود المبذولة من القائمات على هذه المجلة, لذا .......... نشكرهن على إعداد هذه المجلة العلمية. أبو بكر محمد بن زكريا الرازي هو أبو بكر محمد بن زكريا الرازي (ح. 250 هـ/864 م - 5 شعبان311هـ/19 نوفمبر923 م)، ولد في مدينة الري في بلاد فارس . درس الرياضيات و الطب و الفلسفة و الفلك و الكيمياء و المنطق و الأدب. عمل رئيسا للبيمارستان المعتضدي في بغداد. له الكثير من الرسائل في شتى الأمراض وكتب في كل فروع الطب والمعروفة في ذلك العصر، وقد ترجم بعضها إلى اللاتينية لتستمر المراجع الرئيسية في الطب حتى القرن السابع عشر، ومن أعظم كتبه "تاريخ الطب" وكتاب "المنصوري" في الطب و كتاب "الأدوية المفردة" الذي يتضمن الوصف الدقيق لتشريح أعضاء الجسم. هو أول من ابتكر خيوط الجراحة، وصنع المراهم، وله مؤلفات في الصيدلة ساهمت في تقدم علم العقاقير .وله 200 كتاب ومقال في مختاف جوانب العلوم. 34 1

4. أن العلم والثقافة تشكل قيمة إنسانية أساسية تعكس كمالاً في فكر الإنسان ، يتميز من خلالها العالم عن الجاهل ، وصاحب المعرفة عن مفتقدها ومما لا شك فيه أن هذه المعرفة لها دلالتها وانعكاساتها على شخصية الإنسان وسلوكه . فالعلم و المعرفة غاية يطمع إليها كل حكيم و هدف يصبو إليه كل عاقل , لذلك فنحن أمة لا سبيل لرفعتها و تقدمها سوى بالعلم و المعرفة و الأخذ بالأسباب و التمسك بديننا الإسلامي الحنيف و منهاجه السمح . ابن سينا هو أبو علي الحسين بن عبد الله بن الحسن بن علي بن سينا التركماني اشتهربالطبوالفلسفة واشتغل بهما. ولد في قرية (أفشنة) التركمانية قرب بخارى (في أوزبكستان حاليا) من أب من مدينة بلخ (في أفغانستان حاليا) و أم قروية سنة 370هـ (980م) وتوفي في همذان (في إيران حاليا) سنة 427هـ (1037م). عرف باسم الشيخ الرئيس وسماه الغربيون بأمير الأطباء و أبو الطب الحديث. وقد ألّف 450 كتاب في مواضيع مختلفة، العديد منها يركّز على الفلسفة والطب. إن ابن سينا هو من أول من كتب عن الطبّ في العالم ولقد اتبع نهج أو أسلوب أبقراط و جالينوس. وأشهر أعماله كتاب الشفاءوكتاب القانون في الطب. 33 2

5. مقدمة كان العلم و مازال سر تقدم الأمم و تفوقها وتستمر المساعي حثيثة لإيصال العلم للمتعلمين وفق أفضل السبل والتقانات الممكنة. في الماضي كان المعلم ينقل العلم إلى المتعلم عن طريق الشرح له والرد على استفساراته أي عن طريق المحادثة بينهما، وبالتالي كان عدد المستمعين للمعلم الواحد محدوداً. تلت هذه المرحلة مرحلة (التجمعات التعليمية (المدارس والكليات) والتي تميزت بتجمع الطلاب والأساتذة والموارد الأكاديمية مع بعضها، فقد استقطبت هذه التجمعات الطلاب والأساتذة من مسافات بعيدة عنها مما مكنهم من التفاعل فيها تلقائياً. في الوقت الحالي يمكن اعتبار المرحلة الثالثة قد بدأت  ، وهذه المرحلة ما هي إلا نتاج للعصر الإلكتروني الرقمي وما يقدمه من تقنية. وسوف تسمح الحواسب للطلاب بتحمل مسؤولية التعلم عن طريق الاستكشاف والتعبير والتجربة. وهذا سينقل دور الطالب من كونه "متلقن" إلى "متعلم" ودور المعلم من "خبير" إلى "متعاون أو موجه". فالمعرفة ليست فقط عملية نقل من الأستاذ إلى الطالب وإنما أيضاً الكيفية لتلقي الطالب لهذه المعرفة من الناحية الذهنية. وهنا يقترح إيجاد اتصال قوي بين "ما يتم عمله" و"ما يتم تعلمه": فالنشاطات مثل "عمل"، "بناء"، "برمجة" تؤمن وسيلة غنية للتعلم، وتمكن الطلاب من حمل مسؤولية أكبر في العملية التعليمية. د. سهير سليمان الخاصية الثانية  أن المواد البلاستيكية بجميع انواعها والمواد الزجاجية والسيراميك والفخارلا تمتص أشعة المايكروويف ولا تتأثر بها، وهذا يعني أنهالن ترتفع درجة حرارتها، أما المواد المعدنية اللامعة مثل الالومنيوم فيعكس تلك الاشعة و لذا يحظر استخدامها داخل تلك الأفران. 3 32

6. اختراعات سعودية تحصد الجوائز بمعرض في جنيف ابتكر سعودي إطار طوارئ يمكن للسائق استخدامه بسهولة عوضا عن أي إطار معطوب، وفي وقت لا يتعدى خمس دقائق, دون حاجة إلى رفع السيارة.ومنح الاختراع صاحبه خالد الرشيد ثلاث جوائز بمعرض جنيف الدولي للاختراعات والابتكارات , بينها ميدالية ذهبية من المعرض وجائزة خاصة من المجر وكوريا. وحصدت الباحثة السعودية الشابة ريم إبراهيم خوجة، جائزتين أخريين هما الذهبية وجائزة مدينة جنيف الخاصة لاختراعها مجهرا إلكترونيا لتحليل السوائل على اختلاف أنواعها، يجمع العينات بصورة آلية مما يحمي العاملين من العدوى أو التلوث، ثم يجري عمليات تحليل مجهريه متعددة بنصف ساعة، عكس طرق التحاليل التقليدية العادية التي يمكن أن تستغرق يوما إلى ثلاثة أيام. أما جائزة المعرض الفضية فكانت من نصيب يزيد أحمد عقل لابتكاره طريقة لتحويل سعف النخيل إلى نوع من الأخشاب الاصطناعية الصلبة، ورأت لجنة التحكيم أن المادة تتمتع بمواصفات جودة عالية من أهمها مقاومة الماء والترابط الداخلي، وإن احترق فلا يصدر عنه لهب بل يتفحم.لكن العنصر الأهم في منح الجائزة أن هذه الطريقة ستحل مشكلة التخلص من النفايات وتحافظ على الأشجار، ومن شأن هذه الصناعة أن تكون مورد رزق في دول غنية بغابات النخيل. فكرةعمل فرن المايكروويف  يستخدم فرن المايكروويف اشعة المايكروويف لتسخينلطعام الموضوع في داخل الفرن، وللعلم فإن اشعة المايكروويف هي أمواج راديو ذات ترددات 2500 ميجاهيرتز وهذهأمواج الراديو عند هذا التردد تمتلك خاصية هامة هي: الخاصية الأولى  أن أشعة المايكروويف تمتص بواسطة الماء والمواد الدهنية والمواد السكرية، وهذا يعني أن جزيئات تلكالمواد التي تحتوي على الماد والدهون والسكريات تمتص هذه الاشعة من خلال ذرات وجزيئات تلك الموادوامتصاص هذه الاشعة (المايكروويف) تكسبها طاقة تجعلتا تتذبذب بدرجة كبيرة مما تتصادم مع بعضها البعض وتنتج حرارة التسخين اللازمة لطهيها. 4 31

7. الحسن بن الهيثم لا بد أن نقرر أن الحضارة الإسلامية أضافت إلى كافة العلوم، ولكن الذي أعلى قدرها بحق هو إبداعها لعلوم غير مسبوقة، ومن هذه العلوم علم الضوء ، وصاحب السبق والفضل فيه هو ابن الهيثم بلا منازع، وقد وضع أسس هذا العلم في كتابه الفريد المناظر. وقد ألف هذا الكتاب عام 411هـ/ 1021م، وفيه استثمر عبقريته الرياضية، وخبرته الطبية، وتجاربه العلمية، فتوصل فيه إلى نتائج وضعته على قمة عالية في المجال العلمي، وصار بها أحد المؤسسين لعلوم غيّرت من نظرة العلماء لأمور كثيرة في هذا المجال حيث لقبه العلماء أبو النور. في علم الفلك: أما في علم الفلك فلابن الهيثم حوالي 20 مخطوطة في هذا المجال، وقد استخدم عبقريته الرياضية في مناقشة كثير من الأمور الفلكية، كما ناقش في رسائله بعض الأمور الفلكية مناقشة منطقية، عكست عبقرية الرجل من جانب، ومن جانب آخر عمق خبرته وعلمه بالفلك. المصطلح "تقنية النانو" اشتق من كلمة "نانو" التي ترمز إلى ألف مليون إشارة إلى جزئيات العنصر ولكي نوضح ذلك نستشهد مثلاً بالتالي نجد في كلمة "نانو ميتر" التي تعني مليون وحدة لمليمتر واحد أو (10000 مرة أصغر من ديسمتر من شعر الإنسان)، لذا جاءت هذه لتكون أقرب جزئي إلى العنصر المقصود.فهذا الاصطلاح قصد به القدرة على العمل مع مستوى الجزئيات، ذرة بذرة لصنع بنية ضخمة مع فرضية أساسية جديدة لتنظيم جزئيات المواد.الآن نتعامل مباشرة مع ذرة وجزئي بأخذهم وتحريكهم ومقارنتهم من أجل صنع الجديد.ففي المراحل الأولى يستفاد من تقنية النانو في صناعة نوع حديث من أنواع الآلات وتركيبه مثل جهاز تصوير نفقي دقيق يمكن عبره تحريك الذرات واحدة تلو الأخرى وقراءة ملاحظة حركاتها وسلوكياتها. هذا ما نتج منه نتائج مذهلة ولكن تقنية النانو "ليست قاصرة على ذلك فلديها الكثير". 30 5

8. من مؤلفاته: ذكر أن لابن الهيثم ما يقرب من مائتي كتاب ، فقد ألف في الهندسة والطبيعيات، والفلك، والحساب والجبر والطب والمنطق والأخلاق، بلغ منها ما يتعلق بالرياضيات والعلوم التعليمية، خمسة وعشرين، وما يتعلق منها بالفلسفة والفيزياء، ثلاثة وأربعين، أما ما كتبه في الطب فقد بلغ ثلاثين جزءاً. الكتب التي قام هذا العالم الجليل بتأليفها: كتاب المناظر - اختلاف منظر القمر - رؤية الكواكب التنبيه على ما في الرصد من الغلط - أصول المساحة أعمدة المثلثات - المرايا المحرقة بالقطوع المرايا المحرقة بالدوائر - كيفـيات الإظلال رسالة في الشفق - شرح أصول إقليدس مقالة فی صورة‌الکسوف - رسالة فی مساحة المسجم المکافی - مقالة فی تربیع الدائرة مقالة مستقصاة فی الاشکال الهلالیة خواص المثلث من جهة العمود القول المعروف بالغریب فی حساب المعاملات. ماذا عن التشويش الذي قد يحدث نتيجة للتداخلات بين الاشاراتالمتبادلةمن المحتمل أن يتسائل القارئ إذا كانت الاجهزة سوف تبادل المعلومات والبيانات باشارات راديو تعمل عند تردد 2.45 جيجاهيرتز. فماذا عن التداخلات التي قد تسبب في التشويش الذي قد نلاحظه على شاشة التلفزيون عندما تتداخل مع اشارات لاسلكية!! .مشكلة التداخل تم حلها بطريقة ذكية حيث أن اشارة البلوتوث ضعيفة وتبلغ 1 ميليوات إذا ما قورنت باشارات اجهاز الهاتف النقال التي تصل إلى 3 وات. هذا الضعف في الإشارة يجعل مدى تأثير اشارات البلوتوث في حدود دائرة قطرها 10 متر ويمكن لهذه الاشارات من اختراق جدراان الغرف مما يجعل التحكم في الأجهزة يتم من غرفة لاخرى دون الحاجة للانتقال مباشرة للأجهزة المراد تشغيلها.  6 29

9. ما هو الضوء؟ وما هي ماهيته وطبيعته؟ إنه شيء نراه ونحس به ونستفيد منه يوميا لكنه قلما يأخذ الكثيرمن حيز تفكيرنا. ومع ذلك فهو محور هام من محاور الفيزياء استحوذ على اهتمام العلماء قديما وحديثا. في محاولة لتفسير تصرفاته المتناقضة دوما. منذ أيام أرخميدس. وقد يكون الأمر الذي يكسبه أهميته المميزة. تربعه على عرش السرعة منذ الأزل دون منازع. فهو صاحب السرعة الحدية القصوى في الكون تعجز أدق الساعات عن قياسها وما من شيء مهما كان يستطيع تجاوزها . ولكي ندخل في صلب موضوعنا نقول أن الضوء كان سببا لحدوث بعض الخلافات بين العلماء فيما مضى والسبب في ذلك ظهوره بطبيعتين! فقد كان يظهر أحيانا وكأنه ذو طبيعة موحية. ولكنه وبخلاف موجات الصوت والماء مثلا ينتقل في الفراغ أيضا ـ وكان هذا للمناسبة، سببا لافتراض ذلك الوسط المسمى بالأثير ـ وكان في أحيان أخرى يبدو وكأنه دفق من الجسيمات الصغيرة. فأي طبيعة غريبة تلك التي يتمتع بها الضوء؟ تكنولوجيا الاتصال (بلوتوث) اللاسلكية هي مواصفات عالمية لربط كافة الاجهزة المحمولة مع بعضها البعض مثل الكمبيوتر والهاتف النقال والكمبيوتر الجيبي والاجهزة السمعية والكاميرات الرقمية. بحيث تتمكن هذه الاجهزة من تبادل البيانات ونقل الملفات بينها وبنها وبين شبكة الانترنت لاسلكياً. قامت شركات عديدة مثل Siemens و Intel و Toshiba, Motorola و Ericsson بتطوير مواصفات خاصة مثبته في لوحة صغيرة radio module تثبت في اجهزة الكمبيوتر والتلفونات واجهزة التسلية الالكترونية لتصبح هذه الاجهزة تدعم تكنولوجيا البلوتوث والتي سيصبح الاستفادة من ميزاتها على النحو التالي: اجهزة بدون اسلاك: وهذا يجعل نقل الاجهزة وترتيبها في السفر او في البيت سهلا وبدون متاعب.غير مكلفة بالمقارنة بالاجهزة الحالية. سهلة التشغيل: تستطيع الاجهزة من التواصل ببعضها البعض بدون تدخل المستخدم وكل ما عليك هو الضغط على زر التشغيل واترك الباقي للبلوتوث ليتحوار مع الجهاز المعني بالامر من خلال الموديول مثل تبادل الملفات بكافة انواعها بين الاجهزة الالكترونية. تعمل وسيلة اتصال البلوتوث عند تردد 2.45 جيجاهيرتز وهذا التردد يتفق مع الاجهزة الطبية والاجهزة العلمية والصناعية مما يجعل انتشار استخدامه سهل. فمثلا يمكن فتح باب الكارج من خلال اشعة تحت الحمراء يصدرها جهاز خاص لذلك ولكن باستخدام البلوتوث يمكن فتح الكراج باستخدام جهاز الهاتف النقال. 28 7

10. إنا لنعلم الآن أن أعظم إنجازات عالم الفيزياء الكلاسيكية "اسحق نيوتن" تناولت الضوء بنظريته الجسيمية التي كونها عنه.فقد أرشده ثبات المركبات اللونية الظاهري للضوء الأبيض في تجاربه على المنشور الزجاجي. إلى تكوين نظرية جسيمية له. ماهي تقنية الليزك؟ تعتمد عمليات تصحيح النظر بواسطة الليزر على اعادة تشكيل القرنية لتعديل البعد البؤري للعين.  وبعد اعادة التشكيل تعود العين إلى قدرتها على تجميع الضوء وتركيزه تماماً على الشبكية كما في العين الطبيعية.وفي تقنية الليزك يتم استخدام أشعة الاكسيمر الليزر ذات الموجة فوق البنفسجية بهدف تعديل سطح القرنية، وبالتالي تغيير القوة الانكسارية بها. وتعمل هذه الأشعة على إزالة طبقات من أنسجة القرنية بدقة بالغة وبطول وعمق محددين تحديدًا دقيقًا. يعمل جهاز الليزر على تسليط حزمة من أشعته على أنسجة القرنية المراد معالجتها، الأمر الذي يؤدي إلى تطاير تلك الجزيئات من القرنية وبالتالي تغير قوتها الانكسارية. وفي حال تسليط هذه الأشعة داخل أنسجة القرنية فإنها تسمى عملية الليزك. أما في حالة تسليط الأشعة على سطح القرنية فإنها تكون علاجًا سطحيًا.  حيث يتم في عملية الليزك قطع جزء من القرنية بوساطة جهاز القطع الإلكتروني بمقدار 270 درجة، وبعد ذلك يتم ثني الجزء المقطوع وتسليط أشعة الليزر على الطبقات الداخلية للقرنية، بعد ذلك يتم إعادة الجزء المقطوع من القرنية إلى مكانه الطبيعي بدون خياطه. 8 27

11. كيف تعمل العين؟ يمكننا ان نشبه فكرة عمل العين بالكاميرا التي نستخدمها في التصوير الفوتوغرافي، تلك العملية التي تقوم فيها الكاميرا بتجميع الضوء  المنعكس عن الجسم بواسطة عدسة الكاميرا على الفيلم وبعدها تتم العملية الكيميائية لتحويل الصورة المختزنة في الفيلم إلى صورة يمكن طباعتها على الورق لنحصل على صورة بين ايدينا لمشهد معين تم تصويره، والعين تقوم أيضا بتجميع الضوء المنعكس عن الجسم او المشهد الذي ننظر اليه وتركزه في داخل العين. ولتوضيح كيف تتم عملية الرؤية دعنا ننظر إلى تركيب العين. تقطع أشعة جاما مسافات فلكية في الفضاء وتمتص هذه الأشعة فقط عند اصطدامها بالغلاف الجوي للكرة الأرضية. وبهذا يشكل الغلاف الجوي حماية للمخلوقات الحية من هذه الأشعة المدمرة وفي الشكل التوضيحي يبين تأثير الغلاف الجوي للأرض على الطيف الكهرومغناطيسي. نلاحظ أن الأشعة المرئية فقط هي التي تعبر الغلاف الجوي بينما الأطوال الموجية الأقصر تمنع من الوصول لسطح الأرض وذلك لأنها تمتص بواسطة طبقة الأوزون في الغلاف الجوي 9 26

12. أشعة جاما: Gamma-rays اكتشفت أشعة جاما بواسطة العلم الفرنسي فيلارد Villard في العام 1990. هذه الأشعة ذات الطول الموجي الأقصر في الطيف الكهرومغناطيسي وذات الطاقة الأعلى وذلك لأنها تنتج من التصادمات النووية وكذلك من العناصر المشعة. وكما هو الحال في إنتاج أشعة اكس تم تعجيل الإلكترونات في فرق جهد عالي هنا يتم تعجيل الأنوية بطاقة عالية جداً باستخدام المعجلات مثل السيكلترون cyclotron والسنكلترون synchrotron. في الطبيعة تنتج أشعة جاما من الشمس نتيجة للتفاعلات النووية وتصل طاقة أشعة جاما إلى مليون إلكترون فولت. وتعتبر المجرات السماوية والنجوم المنتشرة في الفضاء من مصادر أشعة اكس. ويعمل علماء الفلك على دراسة هذه الأشعة بواسطة مراصد مخصصة لهذا الغرض لفهم أسرار هذا الكون. كما أن العناصر المشعة مثل ليورانيوم تنتج أشعة جاما باستمرار. الحدقة  أو البؤبؤ  Pupil وهو عبارة عن الفتحة المركزية التي تسمح للضوء بالمرور لداخل العين وتتسع وتضيق حسب كمية الضوء المتوفرة في المنطقة. العدسة  Lens قرص مرن بلوري شفاف، محدب الوجهين يفيد في التركيز، ويقع خلف الحدقة. تسيطر عضلات على شكل العدسة بطريقة تلقائية ليتم التركيز. كلما تقدمنا في العمر تقل مرونة العدسة ومطاطيتها، مما يؤدي إلى صعوبة في التركيز على الأشياء القريبة مثل صحيفة أو كتاب. وهذا هو سبب احتياج البعض لنظارة قراءة بعد سن الأربعين. القرنية  Cornea نسيج قوي شفاف، مقوس، بشكل كروي، تقوم بدور نافذة العين. القرنية هي عنصر التركيز الرئيسي للعين. فحين يدخل الضوء العين ينكسر بواسطة القرنية. الشبكية  Retina عبارة عن غشاء حساس للضوء يبطن الحائط الخلفي للعين. شبكية العين هي الجزء المدرك من العين والتي تحول الضوء الى نبضات كهربائية ترسل عن طريق العصب البصري إلى الدماغ للترجمة الفورية. وهي تتكون من عشرة طبقات. وتناظر الشبكية فيلم الكاميرا الفوتوغرافية. العضلات muscles التي تُحرك العين وتتحكم في شكل وحجم فتحة العين وشكل العدسة. تقوم الشبكية بدور رئيسي في عملية الرؤية حيث تتفاعل الشبكية مع الضوء الساقط عليها وتحوله الى معلومات ترسل إلى الدماغ.  ويعمل الدماغ على ترجمة هذه المعلومات وتحويلها الى صورة.  تحتوى الشبكية على خلايا عصبية تسمى مجسات الابصار وهي نوعان هما المخاريط cones والعصي rods وتكون وظيفة هذه المجسات هو تحويل فوتونات الضوء إلى اشارات كهربية ترسل عبر الالياف العصبية البصربة المتصلة بها لترسل بعدها إلى مركز الابصار في الدماغ لتتم الترجمة والرؤية. 25 10

13. ماهي الامواج فوق الصوتية؟ الالتراساوند هي تكنولوجيا تستخدم الامواج فوق الصوتية في التصوير الطبي وتستخدم امواج صوتية ذات ترددات اكبر 20 كيلو هرتز اي اكبر من الترددات التي تسمعها اذن الانسان وتعتمد فكرة عمل تلك الاجهزة الطبية على الامواج الفوق صوتية التي تسقط على الجسم وتنعكس عنه مثل ما يقوم الخفاش الذي يطير في الليل مستعينا بالامواج الفوق صوتية التي يحدثها لتسقط على الاجسام امامه وتنعكس عنها ويسمعها فيحدد مساره دون الحاجة الى حاسة الابصار لليستدل على الطريق ولذلك يستطيع الطيران في الليل. كما تستخدم الحيتان في البحر الامواج فوق الصوتية وتستخدمها الغواصات البحرية كجهاز رادار يعمل في اعماق المحيطات لكشف العواصات المعادية.  وتعتمد فكرة استخدام الامواج فوق الصوتية على الاحداث التالية: الشمس أيضا تطلق أشعة اكس والصورة المقابلة أخذت للشمس في 27 إبريل 2000 بواسطة قمر صناعي Yokoh صورة بأشعة اكس لبقايا مجرة تعرضت إلى انفجار عظيم توضح المناطق الزرقاء مكان تركيز أشعة اكس بينما المناطق الخضراء هي أشعة مرئية والمناطق الحمراء لأشعة الراديو المنبعثة، وهذا يعتمد على توزيع درجة الحرارة للمجرة. 11 24

14. يرسل جهاز الامواج فوق الصوتية امواج صوتية بترددات صوتية عالية على صورة نبضات توجه الى جسم الانسان من خلال مجس خاص. تخترق الامواج فوق الصوتية جسم الانسان لتصطدم بالفواصل والحدود الموجودة بين مكونات الجسم المختلفة مثل السوائل الموجودة بين طبقات الجلد الحد بين طبقة الجلد والعظم. جزء من الأمواج فوق الصوتية تنعكس عن الحدود الفاصلة بين مكونات جسم الانسان وتعود الى المجس بينما تستمر باقي الامواج فوق الصوتية لتخترق طبقات اعمق في جسم الانسان لتصل إلى حدود فاصلة اخرى وتنعكس عنها وترتد إلى المجس. يلتقط المجس الامواج فوق الصوتية المنعكسة تباعاً عن طبقات جسم الانسان التي اخترقها ويغذي فيها جهاز الامواج فوق الصوتية. يقوم جهاز الامواج فوق الصوتية بحساب المسافة بين المجس وطبقة الجلد أو العضو الذي انعكست عنه الامواج الفوق صوتية مستخدما سرعة تلك الامواج في جسم الانسان والتي تبلغ 1540m/s ومستخدماً الزمن اللازم لعودة الموجات فوق الصوتية للمجس والتي تكون في في حدود الميكوثانية أي 10-6sec. يظهر جهاز الامواج فوق الصوتية العلاقة بين المسافة وشدة الاشارة المنعكسة من جسم الانسان لتكون توزيع ثنائي الابعاد للمسافة والشدة والتي تعبر عن الصورةالتي نشاهدها على جهاز الامواج فوق الصوتية ماذا يمكن أن نرى بواسطة أشعة اكس؟ العديد من مكونات الكون مثل الشمس والنجوم المجرات والثقوب السوداء والنجوم الوامضة تصدر أشعة اكس. ولهذا تم إرسال أقمار اصطناعية بها مراصد حساسة لأشعة اكس وتلتقط صور مبنية علي أشعة اكس المنبعثة من تلك الأجسام. التقطت هذه الصورة في مارس 1996 للكرة الأرضية بواسطة قمر صناعي تابع لوكالة الفضاء NASA، وتوضح الصورة في المنطقة الحمراء أشعة اكس تكونت من اصطدام جسيمات مشحونة بالطبقات العليا للغلاف الجوي وهي غير خطيرة لأنها لا تنفذ إلى سطح الأرض. 23 12

15. كيف يعمل الماوس الضوئي؟ قد لا تلاحظ أهمية مؤشر الكمبيوتر الذي نعرفه باسم الماوس إلا إذا أصابه عطل ما فسنجد أنفسنا لا نستطيع التحكم في الكمبيوتر لانجاز الأعمال التقليدية التي كنا نقوم بها، وعلى الفور نقوم بإصلاح الماوس أو الحصول على ماوس جديد.  وعلى ما اذكر أن الماوس ظهر استخدامه في البداية مع جهاز كمبيوتر الابل ماكنتوش الذي اشتهر حينها بسهولة استخدامه وقدراته على العمل الفني والجرافيكي في حين لم تمتلك أجهزة الكمبيوتر التي تعمل بأنظمة تشغيل ميكروسوفت هذه الأداة، وما كان على شركة ميكروسوفت أن أنتجت برنامجها التشغيلي الويندوز ليستخدم في تشغيله الماوس ليستطيع أن ينافس شركة ابل ماكنتوش في هذا المجال. أشعة اكس X-rays اكتشفت أشعة اكس عام 1895 بواسطة العالم الألماني وليام رونتجين Wilhelm Roentgen. حيث قام العالم رونتجين بقذف شعاع إلكتروني ذو طاقة حركة عالية خلال تعجيلها في فرق جهد كبير يصل إلى 30000 فولت في أنبوبة زجاجية مفرغة من الهواء. عند اصطدام الإلكترونات المعجلة بزجاج الأنبوبة المفرغة لاحظ رونتجين توهج واضح على شاشة فسفورية مثبتة على مسافة قصيرة من هذا التوهج استمر حتى حين وضع لوح خشبي بين الأنبوبة المفرغة والشاشة الفسفورية. استنتج رونتجين أن هناك أشعة قوية تنبعث من هذه الأنبوبة وقد أطلق رونتجين على هذه الأشعة بأشعة x حيث أنه لم يكن يعلم بعد عن خصائصها. وفي ألمانيا يطلق عليها باسم أشعة رونتجين 13 22

16. خطورة الأشعة فوق البنفسجية والحماية منها: التعرض للأشعة الشمس المباشرة التي تحتوي على الأشعة فوق البنفسجية يسبب ألام شديدة في العين أو حرق للجلد أو سرطان الجلد. كما أن هذه الأشعة تسبب دمار للنباتات التي تحافظ على طبقة الأوزون. وللوقاية يمكن استخدام النظارات الشمسية التي تمتص هذه الأشعة والابتعاد عن التعرض لأشعة الشمس المباشرة. وتجدر الإشارة أن شاشات التلفزيون تبعث أشعة فوق بنفسجية بالإضافة إلى الأشعة المرئية ولهذا يجب أن تكون شاشات التلفزيون بعيدة عنا بما فيه الكفاية لتقليل خطورة هذه الأشعة. والمسافة الصحيحة هي عشرة أضعاف قطر التلفزيون. تم إنتاج أول ماوس ضوئي في عام 1999، يحتوي الماوس الضوئي على كاميرا صغيرة قادرة على التقاط ما يقارب من 1500 صورة في الثانية.  هذا بالإضافة إلى وجود دايود باعث للضوء light emitting diode (LED) يرسل الضوء على السطح وهذا الضوء المرتد ينعكس على شريحة الكترونية (مجس) تعرف باسم CMOS أي complimentary metal-oxide semiconductor.  وهذا المجس COMS يرسل الصورة إلى معالج الإشارات الرقمي DSP أي digital signal processor الذي يعمل 18 مليون عملية في الثانية الواحدة لتحليل الإشارة المرتدة عن الضوء الساقط على السطح الذي يتحرك عليه الماوس.  وهذه الإشارة ما هي إلا الصورة الملتقطة بواسطة المجس وبمقارنة الصور الملتقطة يحدد الـ DSP المسافة التي تحركها الماوس بين كل صورتين متتاليتين.  وبالاعتماد على التغير في الصور المتعاقبة يستطيع الـ DSP تحديد المسافة الكلية التي تحركها الماوس ويقوم بدوره بإرسال الإحداثيات إلى الكمبيوتر.يقوم الكمبيوتر بناء على المعلومات الواردة إليه من DSP بتحريك مؤشر الماوس على الشاشة.  وهذا يحدث مئات المرات في الثانية لتجعل من حركة الماوس ناعمة وتفاعلية ومريحة للمستخدم. 21 14

17. كيف تعمل شاشات البلورات السائلة تعتبر شاشات العرض الوسيلة التي تمكن الانسان من الاستفادة من التكنولوجيا وقد نقصد بشاشات العرض هنا الشاشات بمختلف انواعها فهناك الشاشات التي تعتمد على شعاع الإلكتروني أو الشاشات التي تعتمد شاشت البلازما وكل نوع من هذه الأنواع له فكرة عمل فيزيائية مختلفة ولكن في هذا الموضوع سنركز على شاشات البلورات السائلة.  ولهذا فإن شاشات العرض تحيط بنا من كل جانب وتدخل في تركيب العديد من الأجهزة الإلكترونية وتكون بأحجام صغيرة مثل شاشات الساعات أو شاشات السي دي او الجوال وقد تكون بأحجام كبيرة مثل شاشات أجهزة الكمبيوتر المحمول أو شاشات التلفزيون التي يصل حجمها إلى 60 انش.  تنوع احجام شاشات البلورات السائلة وتميزها بصغر سمكها ساهم على انتشارها بشكل كبير وجعلها تدخل في العديد من التطبيقات التكنولوجية. الأشعة فوق بنفسجية: الأشعة فوق البنفسجية لها طول موجي أقصر من الطول الموجي للضوء الأزرق. الأشعة فوق البنفسجية غير مرئية بالنسبة للإنسان ولا لبعض الحشرات والطيور يمكن أن ترى بواسطتها. كما أن هذه الأشعة تساعد على تنشيط التفاعلات الكيميائية في النباتات ولكن التعرض لها أكثر من اللازم يقتل الخلايا النباتية. اكتشفت الأشعة فوق البنفسجية في العام 1801 من قبل العالم Johanna W. Ritter بواسطة تجربة عملية قام فيها باستخدام منشور لتحليل ضوء الشمس إلى ألوانه الأساسية وتعريض كل لون على عينة من الكلوريد ولاحظ أن الضوء الأحمر يحدث تأثير طفيف للكلوريد ولكن الضوء ذو اللون البنفسجي سبب في اسمرار لون الكلوريد. وبمجرد تعريض الكلوريد إلى المنطقة بعد اللون البنفسجي احترقت عينة الكلوريد تماماً، وهذا إثبات على وجود طيف كهرومغناطيسي غير مرئي بعد اللون البنفسجي أطلق عليه بالأشعة فوق البنفسجية ultraviolet أو UV light. .قسم العلماء منطقة طيف الأشعة فزق البنفسجية إلى ثلاثة مناطق ترجع إلى طاقة الأشعة وهذه المناطق تعرف بـ: •الأشعة فوق البنفسجية القريبة near ultraviolet وهي القريبة من الطيف المرئي. الأشعة فوق البنفسجية المتوسطة far ultraviolet وهي التي تقع بين المنطقة القريبة والمنطقة البعيدة. الأشعة فوق البنفسجية البعيدة extreme ultraviolet وهي الأقرب إلى أشعة اكس والتي لها اكبر طاقة. 20 15

18. لتصنيع شاشة عرض من البلورات السائلة نستخدم لوحين من الزجاج المستقطب للضوء تغطي احد سطحي لوح الزجاج الذي لا يحتوي على شريحة الاستقطاب.  يتم ضبط الشرائح الميكروسكوبية لتكون في نفس اتجاه الاستقطاب الشريحة المثبتة على السطح المقابل.  تتم بعد ذلك اضافة طبقة رقيقة من البلورات السائلة ذات الطور الدوار.  تعمل طبقة الشرائح الميكروسكوبية على توجيه البلورات السائلة لتصطف في اتجاه تلك الشرائح.  يتم وضع الطبقة الأخرى من الزجاج ولكن مع التأكد ان شريحة الاستقطاب عمودية على اتجاه استقطاب الشريحة الأولي.  تترتب الطبقات المتعاقبة من البلورات السائلة ذات الطور الدوار الملتوي بعضها فوق بعض من بدوران تدريجي يصل إلى 90 درجة بالنسبة لترتيب الطلقة الأولى. عندما يسقط الضوء على الشريحة الزجاجية الأولي فإنها تعمل على استقطاب الضوء، ومن ثم تعمل جزيئات البلورات السائلة في كل طبقة على توجيه الضوء إلى الطبقة التي تليها مع تغير مستوى استقطاب الضوء. وعندما يصل الضوء للطبقة الأخيرة من طبقات البلورات السائلة فإنه يكون مستقطب في نفس اتجاء جزيئات تلك الطبقة وبالتالي ينفذ الضوء منها. عند تطبيق مجال كهربي على جزيئات البلورات السائلة فإنها لا تلتوي وبالتالي فإن الضوء لا يمكن ان ينفذ من الجهة الأخرى.  الأشعة المرئيةوهو الجزء من الطيف الكهرومغناطيسي الذي نراه ونرى بواسطته. نرى هذا الطيف على شكل ألوان كالتي تظهر في السماء بعد سقوط المطر وتعرف بقوس قزح. لكل لون من هذه الألوان طول موجي خاص يكون فيها اللون الأحمر أطول طول موجي في الطيف المرئي بينما يكون اللون الأزرق أقصر الأطوال الموجية. اجتماع هذه الألوان مع بعضها البعض يعطي اللون الأبيض. ولتحليل الضوء الأبيض إلى ألوان الطيف نستخدم منشور كما في الشكل حيث ينحرف (ينكسر) كل لون بزاوية خاصة حسب طوله الموجي. الشمس مصدر أساسي للأشعة المرئية وبدونها لما تمكنا من رؤية الأشياء من حولنا حيث أن عملية الإبصار تعتمد على انعكاس هذا الطيف الكهرومغناطيسي من الأجسام وسقوطها على العين فاللون الأحمر يعكس اللون الأحمر ويمتص باقي الألوان ولذلك نراه احمر وهكذا بالنسبة لبقية الألوان وتتكون الصورة المرئية بتجميع هذه الانعكاسات على شبكية العين. كذلك تعمل كاميرا التصوير الفوتوغرافية أو الفيديو بنفس الآلية. ولكن يجب التنويه هنا إلى أن العين غير مبصرة لبقية الطيف الكهرومغناطيسي لحكمة يعلمها سبحانه وتعالى وقد طور الإنسان كاميرات تستطيع استخدام نطاقات أخرى من الطيف الكهرومغناطيسي الغير مرئي. 16 19

19. وفي كلا الطريقتين فإن كمية هائلة من الطاقة والإشعاع سوف تتحرر كنتيجة للانشطار النووي أو الاندماج النووي. كيف تعمل القنبلة النووية؟ تستخدم القنبلة النووية القوة الضعيفة والقوة النووية القوية وهاتان القوتان المسئولتان عن تماسك مكونات النواة المستقرة والغير المستقرة.  فهناك طريقتان أساسيتان تنطلق فيهما الطاقة النووية من الذرة وهما: (1) الانشطار النووي nuclear fission حيث تنفصل نواة الذرة إلى نواتين متماثلتين مع انبعاث نيوترونات، وهذا كما يحدث في نظائر اليورانيوم مثل يورانيوم 235 أو يورانيوم أو البلوتونيوم 239. (2) الاندماج النووي nuclear fusion حيث يتم في هذه الطريقة دمج ذرتين متشابهتين مثل الهيدروجين أو نظير الهيدروجين (الديتيريوم أو التريتيوم) معاً ليكونا ذرة أكبر مثل الهيليوم أو نظير الهيليوم. وهذه الطريقة التي تنتج فيها الشمس الطاقة الحرارية التي تصلنا. 18 17