» «
קרינה תת אדומה
מהו האינפרה 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, באחד מקצות הטווח הנראה של הקרינה האלקטרומגנטית הנקראת אור, 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. הוא 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 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 אותו וטורפים.


זוהי הקרינה התת-אדומה (מתורגם):

https://youtu.be/Uy75w1GMAGw


כך מנצלים אותה למכשירים כמו שלט רחוק של מזגן או טלוויזיה:

https://youtu.be/gKl6n0YaO8E


בעברית - כך בנוי האור המלא שאנו רואים והאינפרה אדום הוא בחלק הבלתי נראה שלו:

http://youtu.be/KhXU9D1NlOc


מצלמה תרמית המצלמת באמצעות אינפרה אדום:

https://youtu.be/TrjbF7xojmk
ויליאם הרשל
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:

https://youtu.be/3mV-ZSzgs8Q


עוד תגלית שלו על מה אנו באמת רואים מהחלל:

http://youtu.be/M9CjmywZ3yQ


סונטה ופוגה מספר 6:

https://youtu.be/Za6lDrmRLZY


רק בשל היותה אישה, לא קיבלה אחותו האסטרונומית קרולין, המוכשרת לא פחות ממנו, קרדיט על תרומתה לתגליותיו:

https://youtu.be/0yIEhUSrGCM
גלאי אקטיבי
איך מופעלת אזעקה מבוססת קרן?



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
זיהוי קשתית
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

אינפרה אדום

הפרדוקס של אולברס
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 קרינה תת-אדומה, או אינפרה אדום (קראו על כך בתגית "תופעת דופלר"). אנו רואים שמיים שחורים כי האור הזה אינו אלא גלי מיקרוגל שלא נראים לעינינו.


הנה סרטון שמסביר מדוע הלילה חשוך:

http://youtu.be/gxJ4M7tyLRE


והסבר אסטרונומי לסיבה שהלילות חשוכים:

http://youtu.be/TFwtJC9_dXs
אור
מה זה אור?



אור הוא קרינה אלקטרומגנטית שנראית לעין האנושית. למעשה, זו כל קרינה אלקטרומגנטית שנמצאת בטווח הנראה - בין האינפרה-אדום לאולטרה סגול (שניהם לא נראים על ידי עין של בני אדם).

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?

מדע האור נקרא אופטיקה.


הנה הסבר מפורט ומתורגם על האור:

http://youtu.be/IXxZRZxafEQ


כך התפתחה ההבנה של האור לאורך ההיסטוריה:

https://youtu.be/J1yIApZtLos


כך רואה העין את האור:

http://youtu.be/KhXU9D1NlOc


וכך האור מעניק לנו את הצבעים:

http://youtu.be/b5JgooGgwtQ
הבדלי אור בקשת
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 הפרשי האור בקשת הצבעונית שבענן:

https://youtu.be/c-fCrz0kL4c


וכאן סרטון קפיצות זמן שמדגים את התופעה, עם מוסיקה מיוחדת:

https://youtu.be/HRE7hx2bang
דימות תרמי
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 מחקר ומדע מגוונים. גם כבאים ולוחמי אש משתמשים במצלמות כאלה, בזמן שריפה ובבניינים בוערים, כדי לאתר בני אדם בתוך עשן סמיך.

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


הנה דברים מהיום-יום שצולמו במצלמות הדימות התרמי:

https://youtu.be/lAZVA0sCS7c


הנה 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


ומצלמות חום יכולות להיות גם מצלמות אבטחה מצוינות:

https://youtu.be/HAxq9wVR2UY?t=6m21s


תופעת דופלר
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 סרטון הסבר על תופעת דופלר:

http://youtu.be/5Sp2hm1dpR0?t=52s


הנה תופעת דופלר כפי שהיא נשמעת בכלי רכב שעוברים לידנו:

http://youtu.be/yWIMWqkcRDU


הנה דוגמאות לאפקט דופלר כפי שהוא מודגם לחיילים לגבי מטוסים:

http://youtu.be/eo_owZ2UK7E


כך סייע אפקט דופלר לחזק את תיאוריית המפץ הגדול:

http://youtu.be/rIVkvrEiVm0
איך עובד השלט של הטלוויזיה או המזגן?



השלט שאנו משתמשים בו 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 יודע מה לבצע.


הנה סרטון שמסביר את העקרון של פעולת השלט-רחוק:

http://youtu.be/gKl6n0YaO8E


והנה שלט רחוק שיוצא 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


הנה מהפכת המחוות של הקינקט:

https://youtu.be/p2qlHoxPioM


הפעילות הגופנית הייתה בעצם המשחקים:

https://youtu.be/4OMLjXRfaDQ?t=7s


וכמה מהמשחקים הטובים לקינקט:

https://youtu.be/Pk4UVMV-uvU?t=2m26s


וכמובן שהקינקט יצר גם לא מעט פיספוסים:

https://youtu.be/kgK3Hx7VWfQ?t=15s&end=3m18s


והנה תכנית ארוכה של טופ גיק שבוחנת את הקינקט של 2014:

https://youtu.be/Yw46TBQ-dcw?t=58s


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

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.