التكنولوجيا والعلوم التطبيقية

خاصيتا الصوت والصور

2008 كتاب المعرفة – العلم والتكنولوجيا

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

التكنولوجيا والعلوم التطبيقية

يتم تحديث التكنولوجيا بحيث تضحي النسخ الحالية منها قديمة. فعلى سبيل المثال، كانت أقراص الفينيل تستخدم لتشغيل الصوت المسجل لأكثر من خمسين عاماً، كما كانت أشرطة الكاسيت رائجة لمدة 30 عاماً.

ولكن بعد ذلك بعشرين عاماً حلت الإسطوانات المضغوطة محلها. و بعدها بعشر سنوات تقريباً اخترعت مشغلات أم بي ثري لتخزن الأصوات في الرقائق الإلكترونية.

معظم التسجيلات الصوتية اليوم رقمية، وهذا يعني أن هذه الذبذبات الصوتية موضوعة في قطع كهربائية صغيرة جدا.

لكي يتم عمل تسجيلات رقمية، فإن هناك جهازاً يسمى المحول من النظري إلى الرقمي ويقسم الذبذبات الصوتية إلى 44.100 جزء لكل ثانية.

على الإسطوانة المضغوطة (سي دي) تحرق أشعة الليزر نمط النبضات الكهربائية وتحوله إلى نمط من الثقوب على سطح الإسطوانة.

 

يعتمد التلفزيون على التأثير الكهروضوئي ، حيث تقوم ماده بإطلاق الإلكترونات عندما ترتطم بها فوتونات الضوء، وتعمل الخلايا الفوتوغرافية الحساسة للضوء في الكاميرات بهذه الطريقة.

تمتلك آلات التصوير التلفزيونية ثلاث مجموعات من الأنابيب مع الخلايا الفوتوغرافية، (تستجيب للضوء الأحمر والأخضر والأزرق)، لكي تحول الصورة إلى إشارات كهربائية.

تعتمد معظم أجهزة التلفاز على أنابيب زجاجية لها شكل مصابيح كهربائية كبيرة جداً تسمى أنابيب أشعة الكاثود، ويحتوي الطرف الضيق على الكاثود، الذي يكون طرفاً كهربائياً سلبياً، أم الطرف الواسع فيكون شاشة التلفاز نفسها.

 

يظهر مجهر قوي ثقوباً تشبه الوعاء و المساحات المسطحة بينها على سطح إسطوانة مضغوط.

 

تستطيع مشغلات الموسيقى الشخصية أن تخزن الأصوات على شريط أو إسطوانة مضغوطة (مثل هذه النسخة في الصورة) أو إسطوانة مضغوطة صغيرة (تشبه الإسطوانة المضغوطة ولكن حجمها أصغر) أو رقاقات إلكترونية.

 

يحول مكبر الصوت التيار الكهربائي المتغير إلى صوت، وتتدفق إشارات كهربائية عبر مجموعة أسلاك و تحوله إلى مغناطيس كهربائي، الذي يدفع ويسحب على مغناطيس دائم ليعمل على اهتزاز المخروط و يصدر الصوت.

 

عندما يُدار التلفاز، يطلق الكاثود مدفعاً غير متوقف من الإلكترونات داخل شاشة التلفاز.

حيثما ترتطم الإلكترونات بالشاشة تتوهج الشاشة عن طريق تسخين الطبقة الرقيقة من الفسفور.

يمسح شعاع الإلكترون ضوئياً الشاشة ذهاباً و إياباً بسرعة حتى تتهيأ الصورة، بحيث يجعلها تتوهج في أماكن معينة. ويحدث ذلك بسرعة بحيث تبدو الشاشة وكأنها تتوهج بسرعة كبيرة جداً.

تعتمد جودة صورة التلفاز على عدد الخطوط التي يمسحها مدفع الإلكترون على الشاشة، وتستخدم معظم أجهزة التلفاز حوالي 600 خط، بينما تستخدم أجهزة التلفاز عالية الجودة ضعف هذا العدد.

يوجد في الإسطوانة المضغوطة أكثر من 3000 مليون ثقب على مسار حلزوني الشكل يمتد طوله حوالي 5 كيلومترات ، وتستطيع هذه الثقوب أن تخزن حوالي 70 دقيقة من الموسيقى عالية الجودة وأكثر من 700 ميغابايت من بيانات الكمبيوتر أو كمية مشابهة من المعلومات.

تحتوي إسطوانات الفيديو الرقمية على ثقوب عددها أكثر من الإسطوانة المضغوطة، وتكون الثقوب أصغر ومرتبة في طبقات عمودية مختلفة. تخزن إسطوانات الفيديو الرقمية 4.7 غيغابايت، أي ما يعادل 4700 ميغابايت، وهي كافية لفيلم ذي طول عادي مع تسجيله الصوتي. يقرأ شعاع الليزر هذه الثقوب.

 

في جهاز تلفاز عادي، هناك مدافع تقوم بدفع الإلكترونات إلى وسط الشاشة، فتصدم الالكترونات بنقط صغيرة من المواد الكيميائية الفسفورية التي يمكن رؤية وهجها من الجانب الآخر في شكل صورة.

هناك مدفع الكتروني واحد لكل مجموعة من النقط الملونة- الحمراء والخضراء والزرقاء، حيث تمر الأشعة عبر اللفات أو الألواح الكهرومغناطيسية التي تجعل الأشعة تنثني أو تنحرف لتمسح ضوئياً الشاشة خطاً بخط.

 

أحداث هامة:

1936 أول بث تلفازي منتظم في المملكة المتحدة

1948 اُنتج أول قرص فينيل

1951 أول بث للتلفاز الملون في الولايات المتحدة الأمريكية

1962 أول بث لبرنامج تلفزيوني مصور بواسطة القمر الصناعي (تيلستار)

1964 أصبحت أشرطة الكاسيت متوفرة

1967 بدأت المملكة المتحدة ببث التلفاز الملون

1975 طورت شاشة العرض المسطحة ذات البلور السائل

1977 بيعت في الأسواق تلفزيونات الجيب

1982 أصبحت الإسطوانات المضغوطة متوفرة بصورة واسعة

1984 ابتكرت آلة تصوير الفيديو

1993 ابتكرت هواتف الفيديو الأولى

2000 صنعت اسطوانات الفيديو الرقمية تجاريا

 

مدهش: تمت أول تسجيلات صوتية عام 1877 على يد المخترع الأمريكي توماس أديسون، فقد قام بتسجيل لحمل صغير كان «لدى ماري» على رقاقة قصدير مستخدماً جهاز يسمى الفونوغراف.

مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
. عمّار العاني باحث في المعلوماتية وتأثير وسائل التواصل الاجتماعي، سورية
في الوقت الذي تظهر فيه معظم الأبحاث العلمية أن ظاهرة الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقة مؤكدة، فإن نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظرية ويعتبرها خدعة من قبل الحكومات. وتظهر الإحصاءات أن نحو 5% من الأهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الأساسية لأطفالهم إيماناً منهم بأخطارها، على الرغم من التوافق شبه الكامل في الأوساط الطبية على أن هذه المخاوف لا أساس لها.
   ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
قلم:       جون كوهين
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الحكمة المتعارف عليها هي أن إنتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنة على الأقل من الآن، ولكن جهود الجهات التنظيمية في حكومة الولايات المتحدة، والتي تعرف بعملية السرعة الخاطفة  Operation Warp Speed أو أسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمة التقليدية. وهذا المشروع،  المبهم حتى الآن، والذي من المرجح أن يُعلِن عنه البيت الأبيض رسميًا في الأيام القادمة، سيختار مجموعة متباينة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪أصبح العدو القديم حليفًا .. استخدام الفيروسات في علاج السرطان
. خالد صنبر، د. معتصم البارودي، د. نبيل أحمد باحثون في مجال الأمراض والفيروسات بكلية الطب في هيوستن، الولايات المتحدة
على الرغم من كونها أكثر الكائنات بساطًة فإن الفيروسات أتقنت عملية التطور بصورة مذهلة؛ فقد أتاح استغلال تلك المخلوقات الدقيقة لمخلوقات أكثر تعقيدًا، لحاجتها إلى التكوينات الخلوية، قدرة كبيرة لها على اجتياز العقبات التطورية. ففي جينومنا الخاص، اتخذت الفيروسات مخبئًا لإحدى أكثر الرحلات نجاحًا عبر الزمن، إذ يعتقد أن نحو %10 من ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪قصة الفيروسات .. 3 رواد أسهموا في اكتشافاتها المذهلة
. إسلام حسين باحث في مجال الفيروسات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الوريات المتحدة
يعتبر أواخر القرن التاسع عشر العصر الذهبي لعلم الميكروبيولوجيا علم الأحياء المجهرية، إذ شهد اكتشافات كثيرة عن بعض أنواع المكروبات، وتحديدا البكتيريا والفطريات. وأدت هذه الاكتشافات إلى تكوين نظرية شمولية عن الميكروبات، تعرف بنظرية الجراثيم germ theory، التي بنيت على معلومات توفرت لدى العلماء في ذلك الوقت. افترضت هذه النظرية توفر بعض الخصائص في أي مسبب ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪للـبـقـاء علـى قـيـد الحياةفي الفضاء
لحفاظ على إمدادات الأكسجين Maintain oxygen supply يستغرق جسمك 15 ثانية فقط لاستنفاد كل محتواه من الأكسجين عند تعرضه للخواء. وتتضمن عملية تعرف بالتحليل الكهربائي، والتي تستخدم في محطة الفضاء الدولية ISS، تمرير الكهرباء عبر الماء لفصل جزيئات الأكسجين والهيدروجين عن الهواء الصالح للتنفس. وعلى افتراض أن مكوك الفضاء الذي تستقله تاهَ في الفضاء، وكان مجهزاً بألواح شمسية لتوليد الطاقة، فإن التحليل الكهربائي يمكنه أن يحافظ على تنفسك. فما عليك إلا ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪الدرونات الشبحية المستقبلية السوبرسونيك
ممت الطائرات المسيّرة UAVs بحيث تكون سرية ومرنة على حد سواء، لكن التكنولوجيا الجديدة «العديمة القلابات» Flap free قد تعزز قدراتها بشكل أكبر. تُستخدم المفصلات والدفات Rudders والقلابات على الطائرة لتغيير مدى انحناء الجناح. وهي تتحرك في زوايا مختلفة، مما يساعد على زيادة الرفع أو السحب ويسمح للطائرة بعمل دورانات أكثر حدة وتوقفات أسرع. طورت تقنية جديدة لاستبدال هذا النظام بنظام يوفر أداءً وكفاءة أفضل. تدفع تقنية التحكم في التدفق أو تلك العديمة ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪طيور البوم
لبومة الرمادية العظمى Great gray Owl صياد بارع مغطى بالريش. وتقتات بالفئران الصغيرة والقوارض الأخرى التي تعيش في موطنها في القطب الشمالي، وكثيراً ما تضطر إلى البحث عن وجباتها عبر طبقة من الثلج أو في جوف الليل المتجمد. لحسن الحظ، فإن حاسة السمع لدى هذه البومة حادة جدا بحيث إنها لا تضطر إلى الشعور بالجوع أبداً. إن مزيجا من السمع الفائق الحساسية والتكيف الفسيولوجي المذهل يجعل من تقنية الصيد التي تنتهجها هذه البومة مسألة تتعلق بالدقة. تشبه أذنا ... (قراءة المقال)