التكنولوجيا والعلوم التطبيقية

نشاط عملي يوّضح طريقة صنع “كاميرا ثقب الدبوس”

2011 الضوء واللون

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

كاميرا ثقب الدبوس طريقة صنع كاميرا ثقب الدبوس التكنولوجيا والعلوم التطبيقية

الأهداف:

1- صنع كاميرا ثقب الدبوس.

2- تجربة صنع صور على شاشة صغيرة.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– علبة أحذية من الكرتون

– فرشاة دهان

– طلاء أسود

– جريدة

– مقص

– شريط لاصق

– ورق رسم شفاف

– رقاقة ألمنيوم سميكة

– دبوس

 

خطوات العمل:

1- ادهن الوجه الداخلي لعلبة الأحذية باللون الأسود، بما في ذلك الوجه الداخلي لغطاء العلبة.

2- قص مربعاً صغيراً من جانبي العلبة.

3- قم بتغطية إحدى الفتحتين في العلبة برقاقة ألمنيوم وأحكم إغلاق الرُقاقة، ثم ألصق أطرافها بحيث لا تسمح للضوء بالدخول من الجوانب إطلاقاً.

4- أغلق الفتحة في الطرف الآخر من العلبة بورق الرسم الشفاف، وهنا أيضاً تأكد من إحكام إغلاق الفتحة.

5- ضع غطاء العلبة، وفي حال لم يسد العلبة بشكلٍ مُحكم، قم بإلصاق أطراف الغطاء على العلبة، وتأكد من عدم وجود أي ثغرات.

6- اصنع بعناية وحذر ثقباً صغيراً في وسط رقاقة الألمنيوم برأس دبوس. يجب أن يكون الثقب أصغر ما يمكن. لقد قمت الآن بصنع كاميرا ثقب الدبوس.

7-وجّه طرف كاميرا ثب الدبوس على أحد المشاهد المناسبة. انظر إلى الصورة التي تشكلت على الشاشة الورقية.

 

باستطاعتك أن تحوّل غرفة نومك أو غرفة الجلوس في منزلك، بل وغرفة الصف في مدرستك، إلى كاميرا "حجرة مظلمة" كبيرة، كتلك التي كانت تستعمل في القرن التاسع عشر.

اختر غرفة تطل على مناظر جميلة في الخارج، ثم قم بتغطية جميع نوافذ الغرفة بورق أسود بإحكام.

وتأكد من أن الغرفة لا تسمح بتسرب الضوء إلى الداخل على الإطلاق، وقد تحتاج أيضاً إلى أن تسد جميع منافذ الضوء عند أطراف الباب.

 

اطلب الإذن من أحد الكبار كي تزيح بعض قطع الأثاث واللوحات الجدارية بحيث يكون هناك جدار خالٍ من أي شيء مقابل النافذة التي تطل على المنظر الخارجي.

اصنع ثقباً صغيراً على الورقة التي تغطي النافذة المطلة على المنظر. أطفئ جميع الأنوار في الغرفة.

ستشاهد المنظر الطبيعي خارج النافذة وقد ظهر على الحائط المقابل للنافذة.

 

ما العمل لو أنني لم أتمكن من مشاهدة أي شيء على الشاشة الورقية؟

ستعمل هذه الكاميرا على نحوٍ أفضل لو أنك جلست في غرفة مظلمة ونظرت إلى الأشياء الموجودة خارج الغرفة.

وإذا لم تتمكن من رؤية أي شيء فربما يوجد ترسيب للضوء في الكاميرا، ما يؤثر في ظهور الصورة، أو أن داخل العلبة غير مطلي باللون الأسود على نحو وافٍ، ما يسمح للضوء بأن يتسرب إلى داخل العلبة.

وربما تكون رقاقة الألمنيوم رقيقة جداً، ما يسمح للضوء إلى دخول العلبة.

وفي مثل هذه الأحوال، جرّب استعمال الكاميرا بعد أن تصنع الثقب في العلبة نفسها.

 

تحليل النشاط:

إن مبدأ كاميرا "الحجرة المظلمة" بسيط جداً، حيث يعتمد مبدأ عملها على السماح لكمية بسيطة من الضوء بالدخول.

أما بقية الضوء المنبعث من المنظر المرغوب مشاهدته فيُحجبُ من دخول الحجرة ولا يشاهده الشخص الذي يراقب المنظر.

يبدو للناظر داخل الكاميرا (الحجرة) أن الضوء يصدر عن نقطة واحدة، ولا يتغير مقدار الضوء إلى أن يسقط على الشاشة الورقية أو الجدار، حسب حجم الجهاز (أو الحجرة). وتكون الصورة المتكونة عن الضوء مقلوبة، وهذا ليس أمراً استثنائياً أو غير طبيعي، إذ إن عيوننا تتصرف بالطريقة نفسها، لكن دماغنا يقوم بقلب الصورة إلى وضعها الصحيح.

 

والسبب في تكوين الصورة مقلوبة هو أمر بسيط: انتقال الضوء في خطوط مستقيمة.

تصوّر شجرة ما، على سبيل المثال، فشعاع الضوء الذي ينتقل باتجاه الأعلى من قاعدة الشجرة نحو ثقب الدبوس يمر من خلاله ويحافظ على اتجاهه إلى أن يصطدم بالطرف الخلفي للكاميرا ويترك نقطة ضوء في أعلى الشاشة.

 

وبصورة مماثلة، فإن شعاع الضوء المنبعث من قمة الشجرة، والذي يسير نحو الثقب يأخذ اتجاهاً مستقيماً ويضيء أسفل الشاشة.

إن الضوء المنبعث من جميع جوانب الشجرة يدخل الكاميرا بالطريقة ذاتها ويضع النقاط الضوئية في أماكنها المقابلة على الشاشة. وفي نهاية المطاف تتشكل صورة مقلوبة للشجرة.

 

أحجام مختلفة

اختلف أحجام كاميرا "الحجرة المظلمة"، فقد تراوح حجمها بين حجم الغرفة. 

حيث استطاع عدة أشخاص الجلوس فيها لمشاهدة كسوف الشمس، أو صغيرة بحجم الجيب، وهو النوع الذي استعمله الفنانون في رسم منظر خارجي.

 

حجم الثقب

يُطلق على الثقب الموجود على واجهة الكاميرا اسم فتحة عدسة الكاميرا. وإذا صنعت ثقباً أكبر حجماً (فتحة عدسة الكاميرا)، فإنك ستشاهد صورة أكثر سطوعاً لكنها أكثر تشويشاً.

وسبب السطوع هو نتيجة سماح دخول المزيد من الضوء، والمقصود بذلك أن الصورة المشوشة سببها دخول نقاط ضوئية متعددة إلى الكاميرا.

ما يؤدي إلى تشكّل العديد من الصور المنفصلة على الشاشة في مواضع مختلفة، والتي في حال تجمّعها، تشكّل صورة بمعالم غير واضحة.

 

مع أن الصورة المتشكلة عن طريق دخول نقطة ضوئية واحدة من خلال الثقب الصغير تكون واضحة، إلا أنك لن تراها بسهولة لأنها تكون مُعتمة، وذلك نظراً لدخل كمية محدودة من الضوء فقط. إذاً كيف نستطيع الحصول على صورة واضحة وغير قاتمة في آن معاً؟

قبل اختراع العدسات الزجاجية، منذ حوالي 450 سنة، كانت تستخدم "الحجرة المظلمة" فقط لمشاهدة الأجسام المضاءة كالمناظر الخارجية في الأيام المشمسة، إضافة الى رصد الشمس والقمر ثم جاءت العدسات الزجاجية لتتغلب على هذه المشكلة.

وتسمح بإدخال كمية من الضوء أكبرمما يسمح به الثقب الصغير، ومع ذلك يظل الضوء مركّزاً لإحداث صورة واضحة.

 

وإضافة إلى جعل الصورة أكثر إضاءة أو سطوعاً، تسمح العدسة للكاميرا بالتقاط الصور على نحوٍ أسرع.

وفي الأيام الأولى من التصوير الفوتوغرافي، اضطر مستخدمو كاميرات ثقب الدبوس أن يتركوا كاميراتهم ثابتة من دون حركة لعدة دقائق، بل لساعات أيضاً كي تتمكن الكاميرا من جمع كمية الضوء الكافية من أجل تكوين الصورة المُراد التقاطها على الفيلم الحساس.

ومع اختراع العدسات تم اختصار هذا الوقت إلى مجرد ثوانٍ قليلة فقط.

 

الشكل والمسافة

إن عدسة عين الإنسان أكثر ذكاءً من العدسات التي تحويها الكاميرات، ذلك أن العدسة البشرية تستطيع أن تغيّر من شكلها، وبالتالي تستطيع أن تعدّل من بُعدها البؤري، وهذه الخاصية تسمح للعين أن تصنع صور أجسام تقع على مسافات مختلفة منها.

أما العدسة الزجاجية فلها شكل محدد وتقوم دائماً بتركيز الصورة في نقطة محددة خلفها. وبدلاً من تغيير شكل العدسة نفسها.

يقوم المصورون بتغيير المسافة بين العدسة وفيلم التصوير لإسقاط الصور الواقعة على مسافات مختلفة عند بؤرة العدسة.

 

وإذا ما قمت بتوسيع ثقب كاميرا ثقب الدبوس ووضعت عدسة داخلها، فإنك ستلاحظ أنك قادر على رؤية صور واضحة للأجسام الواقعة على مسافة محددة منها فقط.

حاول أن تصنع الكاميرا باستعمال علب أطول أو أقصر كي تستطيع تركيز الصور من مسافات مختلفة. كما يمكنك أن تجرب استخدام عدسات مختلفة.

مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (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)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تنجح هيئة الخدمات الصحية في مشروع تتبع الاتصالات الذي تعده؟
جرّب الفرع الرقمي لهيئة الخدمات الصحية الوطنية اختصاراً: الفرع NHSX تطبيقا App سيخبرك ما إذا خالطت أي شخص ظهرت عليه أعراض كوفيد -19. ولكن ما هي التكلفة المترتبة على خصوصيتك جراء ذلك؟
إن أحد التحديات الكبيرة التي تطرحها مكافحة فيروس كوفيد-19 COVID-19 هو أنه معدٍ قبل ظهور أي أعراض على الأشخاص المصابين به. ويمكن أن يساعد تتبع الأشخاص الذين اختلطوا بالمصاب على الحد من انتشار الفيروس، من خلال معرفة عدد الأشخاص الذين ربما نقل إليهم المريض ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪حرائق الغابات الأسترالية: هل هناك ما يمكن فعله لوقف احتراق العالم؟
يل ماكغويرBill McGuire أستاذ فخري متخصص بالمخاطر الجيوفيزيائية والمناخية في يونيفرسيتي كوليدج لندن UCL، وهو مدير مشارك لمعهد الطقس الجديد New Weather Institute ومناصر لحركة علماء من أجل المسؤولية العالمية Scientists for Global Responsibility. سينشر فيلمه البيئي Skyseed في وقت لاحق من عام 2020.
على كوكبنا الذي تزداد حرارته، فإن حرائق الغابات حاليّاً هي واحدة من أكثر الكوارث الطبيعية المرعبة والمكلفة من بين جميع الكوارث الطبيعية الأخرى. من ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المكملات الغذائية... ضرورة صحية أم ترف عصري
. أمجد قاسم
يحرص كثير من الناس على تناول مجموعة من المكملات الغذائية التي تعرف باسم المضافات التغذوية Nutritive Additives مع وجباتهم الغذائية، من أجل التمتع بصحة جيدة والعيش طويلاً، وتحصين أجسادهم قبل مواجهة الأمراض المختلفة. وتسوق كثير من الشركات العالمية لفوائد هذه المكملات في حملات دعائية، فتحيطها بهالة سحرية وتكسبها بعض الصفات المبالغ فيها في كثير من الأحيان. فأين تكمن الحقيقة؟ وهل تناول المكملات الغذائية على اختلاف أنواعها أمر صحي ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪كيف تعمل التكنولوجيا
المؤلف: DK ■ الناشر: DK ■ السعر: 16.99 جنيه إسترليني نحو 22 دولاراً ■ تاريخ الإصدار: صدر فعليّاً
لأنه موضوع قريبٌ جداً من قلوبنا هنا في مجلة كيف تعمل الأشياء، يأخذنا كتاب «كيف تعمل التكنولوجيا» في جولة عبر طرق العمل الداخلية لجميع أنواع آلات الحياة العصرية، من أمور مثل مصافي النفط وخطوط الطاقة، إلى مركبات مثل الدراجات والسيارات، إلى الآلات الأحدث مثل الدرونات ومسابير الفضاء، وكذلك التقنيات التي قد تضمن بقاءنا في المستقبل. برع الناشر ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪النظائر المشعة وفوائدها الطبية
لمهندس أمجد قاسم
ترتبط كلمة الإشعاعات لدى كثير من الناس بالأخطار والكوارث النووية، إلا أن الحقيقة تدحض بعض تلك المزاعم، فعلى الرغم من أخطار بعضها، فإن لكثير من تلك الإشعاعات دوراً مفيداً للإنسان، وقدمت خدمات جليلة على امتداد نحو قرن من الزمن. علماً أنه في كل لحظة تخترق أجسامنا آلاف الأنواع من الأشعة، ولم يعرف الإنسان ماهيتها حتى وقت قريب نسبياً، بعد أن تنبه عدد من الباحثين لها، وجرى الكشف عن أنواعها وهويتها وفوائدها وأضرارها.
الإشعاع ... (قراءة المقال)