» «
לייזר
איך פועלת קרן לייזר?



קרן הלייזר, שכמו המצאות מדהימות שונות במאה ה-20 התבססה גם היא על תגלית של אלברט איינשטיין, היא קרינה ממוקדת של אור או מולקולות, מעין אלומת אור בלתי נראית לעין אנושית.

קרני לייזר משמשות כיום כלי עזר חשוב בעולם הרפואה. ידועים למשל ניתוחי עיניים בלייזר. בזכות היותה של קרן הלייזר מרוכזת ובעלת אנרגיה גבוהה מאוד, כשהיא מכוונת אל רקמה חיה ולא רצויה, האנרגיה של קרן הלייזר מחממת את המים שבתאי הרקמה והתאים נמסים, מבלי שייגרם נזק לתאים השכנים.

בצורה דומה נעשה שימוש גם לחיתוך בקרן לייזר בתעשיה. בתחום הבידור משתמשים בלייזר כדי ליצור הולוגרמות ולעשות מופעי אורות מרהיבים. שוטרי תנועה נעזרים בקרן לייזר כדי לעצור נהגים שעוברים את המהירות המותרת.

גם בשדה הקרב פותחו מערכות לייזר חדשניות שיאפשרו בעתיד הגנה והתקפה. בתוך שנים אחדות יוכלו קרני לייזר להפיל טילים כדי להגן על השמיים מהתקפות האוייב או לתקוף כוחות אוייב באופן מדוייק והרסני פחות.


גם כאן איינשטיין עזר - נשק הלייזר שיגיע בקרוב למטוסי הקרב ויחסוך חיי אדם (עברית):

https://youtu.be/bFBl4TWduJ8


מופע קרני לייזר עם מוסיקה:

http://youtu.be/i5Va8yyJFGA


פרופסור שמדגים את פעולת קרן הלייזר:

http://youtu.be/FAc5bXX4qog?t=6s


וההסבר המדעי של הלייזר:

http://youtu.be/1LmcUaWuYao
קרני מוות
מהן קרני המוות של טסלה?



רבים לא יודעים שבסוף חייו ניסה הממציא הגאון ניקולה טסלה, לפתח "קרני מוות" (Death Rays). זוהי המצאה שהייתה אמורה להיות מסוגלת לפוצץ מטוס באוויר, טנקים בשדה הקרב ואפילו צוללות מתחת לפני הים. כשהרעיון נבט בראשו של טסלה הזקן והוא פרסם אותו בעיתונות, הוא זכה לביקורת קטלנית על קרני המוות הללו, בעיקר כיוון שלא יכול היה להציג דבר מלבד רעיון ראשוני וכנראה גם ללא בסיס הנדסי או מדעי של ממש.

ואכן, קרני המוות מעולם לא פותחו על ידי ניקולה טסלה ומלבד פרסומם כרעיון הוא לא הספיק ליישם בחייו דבר בתחום זה.

באופן אירוני, הצליח טסלה לחזות את העתיד או לפחות את הצד המשונה שלו. המדע המודרני הכמעט בידיוני גילה מאז את קרני המוות, בעת שפיתחה ארצות הברית את תכנית ההשמדה של טילים רוסיים בחלל.

התכנית, שזכתה לשם "מלחמת הכוכבים", התבססה על השמדה באמצעות קרניים דומות ולבסוף התגלתה כלא מעשית. ואולי היא דווקא כן אפשרית, שכן כיום טוענים ההיסטוריונים ש"מלחמת הכוכבים" היה אחת הסיבות להתמוטטות הגוש הקומוניסטי ומירוץ החימוש הגרעיני. כך שבעצם קרני המוות הללו השמידו מעצמת-על.

הטכנולוגיה הצבאית בימינו יודעת לעשות דברים רבים שהם מתקדמים מאד, כמו הנשק הסקלרי שמתבסס על אנרגיה אלקטרומגנטית חזקה פי כמה מאבק שריפה לירי של פגזים.

קרני מוות, שפעלו כנשק לייזר ימי, פותחו למשל על ידי ארה"ב ובריטניה. בשנות ה-80 הבריטים כמעט והשתמשו בהן במלחמת פוקלנד, כדי לסנוור טייסים של ארגנטינה, יריבתה של אנגליה בעימות. ארצות הברית ממשיכה לפתח נשק כזה ובשנים האחרונות דווח על כך שהוא מתחיל להיות מעשי.


הנה קטע ממשחק שבו יורים קרני מוות מ"מגדל טסלה" שהמציא ניקולה טסלה:

https://youtu.be/gm41frzxtFM


חששות של אנשים שפיצוץ שאירע בארה"ב היה תוצר של תקלה בקרני מוות שמפתח הצבא:

http://youtu.be/h_0WYF6dT6M


דיווח מהשנים האחרונות על כך שלארה"ב כבר יש נשק מסוג זה שפוגע במטוסים:

http://youtu.be/bTCQvhlz4L8


מטוס בואינג מצויד במערכת ירי לייזר להשמדת טילים:

http://youtu.be/6w-ql8msl0U


וסרט רוסי עם תרגום על ההמצאה המפחידה של טסלה:

https://youtu.be/Bewore4Tl9M?long=yes
תותח לייזר
מהו תותח הלייזר העתידי?



טכנולוגיית ירי באמצעות קרני לייזר בסגנון "מלחמת הכוכבים" מפותחת על ידי ממשלת ארצות הברית לקראת עתיד שהוא כלל אינו בדיוני.

באמצעות סוכנות המחקר והפיתוח שלו לאמצעי הגנה DARPA, וחברת לוקהיד מרטין, מפתח הצבא האמריקאי תותח לייזר (Laser attack weapon) שיופעל ממטוסים ומשמיד כלי טיס ויעדים של האוייב, בקלות ובדיוק מדהים.

בניגוד לטילים של ההווה, הנשק העתידני הזה יוכל לחלוש על 360 מעלות מסביבת המטוס היורה. האפשרות המדהימה היא היכולת לירות על כלי טיס של האויב לכל הצדדים שמסביב למטוס אך גם מעליו ומתחתיו ואפילו מאחורי המטוס היורה.

המבחנים הצבאיים והאיירודינמיים שנעשים כיום על הנשק העתידני יוכיחו אם מדובר בנשק בטוח ויעיל. אם תותחי הלייזר האווייריים ייכנסו לשירות פעיל הרי שמדובר בהגשמת חזונו של גאון הטכנולוגיה ניקולה טסלה, שחזה כבר לפני 100 שנים את קיומן של "קרני מוות" ללוחמה כזו וניבא שיום יבוא וקרני לייזר רבות עוצמה יאפשרו בדיוק את זה.


בקרוב נשק הלייזר הזה יגיע למטוסי קרב (עברית):

https://youtu.be/bFBl4TWduJ8


דיווח של הצי האמריקאי על תותחי הלייזר הללו:

https://youtu.be/EqN2v8iVuqg


דיווחים וציטטות של בכיר בצבא האמריקאי על שימוש מבצעי שנעשה בנשק הזה במפרץ הפרסי:

https://youtu.be/hFPl2O84xJU


התקנות ראשונות כבר נעשו באמריקה:

https://youtu.be/N-SCnrmRrKg


וחזונו של טסלה שהופך לממשי:

http://youtu.be/3bEs7IvBToM
הולוגרפיה
מהי הולוגרמה?



ההולוגרמה היא מעין צילום תלת ממדי. ההולוגרמה משמרת מידע תלת-מימדי, שנשמר מעצם שצולם בתהליך הנקרא הולוגרפיה. פעמים רבות נותנת ההולוגרמה תחושה שהעצם נמצא ממש בתוך התמונה. את ההולוגרמה יוצרים באמצעות שתי קרני לייזר, שכל אחת מתפקדת באופן אחר - האחת מאירה את העצם והשניה מתארת אותו (אחת מציגה את מופע האור של העצם והשניה את איך שהוא נראה).

הולוגרמה היא מעין יצירה בעלת ממדים רבים. המילה עצמה באה מהשפה היוונית ופירושה "התמונה כולה".

כיום משתמשים בטכניקת ההולוגרפיה גם לצורך אחסון של מידע בצורה אופטית. מוכרות לרבים מאיתנו המדבקות המבריקות בשלל צבעים, שעל מוצרים רבים. מדבקות אלה מאחסנות מידע רב.


הנה הסבר של ההולוגרמה:

http://youtu.be/uCx1ntBsJqE?t=9s


המצלמה ההולוגרפית שתוכל לצלם עם שתי קרניים:

http://youtu.be/AXhGfkGh4vM


מדבקות ההולוגרמה:

http://youtu.be/dMm_S9a779E


וסרט תיעודי שמסביר כיצד יוצרים הולוגרמות:

https://youtu.be/LhYyyLd5ZTg?long=yes

קרן לייזר

חיתוך יהלומים
איך מלטשים וחותכים יהלומים?



כשמקבלים במלטשת היהלומים את היהלומים הגולמיים מתחילה עבודת הליטוש הזהירה שלהם. בעזרת מצלמה זעירה שמחוברת למחשב בוחנים כל יהלום ויהלום. הצבע והניקיון שלו נבדקים היטב ומתועדים והאבן נרשמת על כל פרטיה במאגר. הוראות מדויקות נרשמות לליטושה והיא מועברת למלטש. ישנם תהליכים שונים בליטוש, כולל ניסור היהלום בלייזר, שמאבד מעט מאד מהמשקל של היהלום. ישנו ליטוש מיוחד ליהלומים לבנים ותהליך ליטוש אחר ליהלומים צבעוניים.

הליטוש עצמו נעשה באופן אוטומטי על ידי מכונה שמחוברת למחשב. לאחר הליטוש נבחנת כל אבן על ידי גמולוג, מומחה ליהלומים שמאשר את הביצוע או מחזיר את היהלום לתיקונים ושיפורים בליטוש.


הנה הסבר על ליטוש יהלומים מתקדם (מתורגם):

http://youtu.be/FT-EtQVuhUU


ליטוש ידני של אמני ליטוש אמיתיים (עברית):

http://youtu.be/ci5gQnsdEgA


וחיתוך וליטוש היהלומים:

http://youtu.be/5OLI_Pthu0o
תקליטור
מי המציאו את התקליטור הקומפקטי?



התקליטור, או בשמו המקורי הדיסק הדיגיטלי (Compact Disk), פותח בתחילת שנות השמונים, על ידי שתי חברות ענק לאלקטרוניקה בידורית - סוני ופיליפס.

היצרנים רצו להציע התקן מוסיקלי שיחליף את תקליטי הוויניל, המרשרשים אחרי זמן מה, בשל הבלאי של התקליט. כל שריטה קטנה, כל גרגר אבק וכל הזזה לא נכונה של זרוע הפטיפון, יצרו רעשים, רשרושים וחריקות.

אז במקום התקליטים, עם האבק שמרעיש בנגינה, חריקות ורשקושי השחיקה, המהנדסים של סוני ופיליפס פיתחו את הדיסק הדיגיטלי והקומפקטי שלהם.

הדיסק היה העתיד. הוא תפס פחות מקום, היה איכותי הרבה יותר מבחינת שמע ועם הזמן והמצאת הדיסקמן, הוא גם אפשר לתקליט הדיגיטלי להיות נייד. הקלטת, אותה קסטה שכבר התנגנה על הווקמנים זמן רב, הייתה הרי נחותה ממנו מאוד באיכות הצליל.

אז הדיסק הושק ב-1982. זו הייתה המצאה מבריקה, תרתי משמע. הברק של הדיסק, הצבעונית שהשתקפה מהדיסק דמוי המראה, הרשרושים והרחשים שלפתע לא שמעת יותר והגודל הקומפקטי שלו - אלה היו רק התכונות הנלוות לאיכות הצליל המדהימה של התקליטור החדש.

הדיסק הציע לא פחות מ-74 דקות של הקלטה. האגדה מספרת שהמשך הזה נבחר אחרי שאשתו של סגן הנשיא של חברת "Sony" ביקשה שיהיה מה שיהיה, אבל שהדיסק יוכל להכיל את הסימפוניה התשיעית של בטהובן כולה. וכמה זמן הסימפוניה הזו נמשכת? - אתם בטח יודעים את התשובה. 74 דקות. בדיוק.

בתחילה נפוצה גם שמועה שבניגוד לתקליט הוויניל העדין, את הדיסק הדיגיטלי לא ניתן להרוס. אנשים ניסו לדרוך, לזרוק אותו ולמרוח עליו חומרים שונים - תוך זמן קצר זה הסתבר כקשקוש מארץ הקשקושים.

כך או כך, כשיצאו הדיסקים הראשונים - ההמונים התאהבו. אמנם המוסיקאים קצת התלוננו על הסטריליות של המוסיקה בדיסק החדש והתגעגעו לרחשים ולרעשי הרקע הקטנים שליוו את המוסיקה בתקליטים, אבל הדיסק היה כאן כדי להצליח.

הדיסק הדיגיטלי הראשון שיצא לאור היה "אחים לנשק" של להקת דייר סטרייט. פיליפס דחפה את האלבום הזה בטירוף ובגאווה אדירה על החידוש שפיתחה לתחום האודיו. בזכות הקמפיין המטורף שלה האלבום הזה הפך לאלבום הראשון שגרסת הדיסק שלו נמכרה יותר מתקליטי הוויניל ולדיסק הכי מצליח העולם, במשך זמן רב.


כך נולד הקומפקט דיסק:

https://youtu.be/qplLCynEc2g


הדיסק החליף במהירות אדירה את התקליטים:

https://youtu.be/-aaIA_tZEe0


"אחים לנשק" של דייר סטרייט - הדיסק הדיגיטלי הראשון שיצא:

https://youtu.be/Wu4oy1IRTh8


וכך מדברים ב-1985 על התקליטור:

https://youtu.be/OtEIWAc1QXc
מדבר אטקמה
מה מיוחד בשמיים של מדבר אטקמה בצ'ילה?



מדבר אטקמה (Atacama Desert), שרובו מצוי בצ'ילה, נחשב למדבר הצחיח ביותר בעולם. זוהי רמה בעלת מראה נקי ודרמטי, שרואים בה את הכוכבים בלילה בצורה מושלמת.

בשל היותו גבוה מאד מעל פני הים, 5000 מטר באזורים רבים, אין במדבר אטקמה גשם כמעט בכלל. זה נובע מכך שאין במדבר הזה כמעט עננים והשמיים בו נקיים מזיהום אור.

התכונות הלולו של מדבר אטקמה הופכות אותו למתאים במיוחד לתצפיות בחלל. מצפה הכוכבים פאראנאל (Paranal Observatory), הממוקם במדבר אטקמה שבצ'ילה, הוא מהמשוכללים בעולם. יש בו 4 טלסקופים עצומים וחדישים במיוחד.

באמצעות קרן לייזר שמנחה את הטלסקופ, צופה מצפה הכוכבים פאראנאל על מרכז גלקסיית שביל החלב. קרן הלייזר הזו היא פתרון מתוחכם לביטול עיוותים אטמוספריים. היא עושה זאת בכך שהיא יוצרת סוג של כוכב מלאכותי בשמיים, המאפשר לטלסקופ לתקן עיוות בצורת המראה שלו.


פעילות קלה:
=========
נסו למצוא על פי התמונות שב"ביקור וירטואלי" היכן נמצא מצפה הכוכבים פאראנאל.


הנה מצפה הכוכבים פאראנאל שבמדבר אטקמה:

https://youtu.be/IM4hhIwlYpY


מצפה פאראנאל גם מבפנים:

http://youtu.be/j5VhIUpIASE


קרני הלייזר שמסייעים לו בתצפיות:

https://youtu.be/O7UtcV7FgqY


וחשיבות המצפה לחקר היקום:

http://youtu.be/8mj17tBgAPE
ממל
מה עושה הרדאר המשטרתי?



נהיגה במהירות גבוהה עלולה להיות מסוכנת ולגרום לתאונות קשות. הרדאר המשטרתי הוא כינוי למכשיר שבעזרתו מגלה השוטר נהגים שנוהגים מהר מדי. פעם הוא היה מבוסס על גלי רדיו, אבל עם הזמן התגלו בעיות רבות בזיהוי המהירות והבינו שהוא לא היה מדויק מספיק. כיום משתמשים ב"אקדח לייזר" או "רובה לייזר". זהו מכשיר שבמקום גלי רדיו לא מדויקים שולח קרן לייזר מדויקת הרבה יותר. במשטרה קוראים לו ממל"ז (ראשי תיבות של "מד מהירות לייזר").

איך עובד הממל"ז? - מחזיקים אותו ביד ומכוונים אל הרכב הנוסע כמו אקדח. כשהשוטר לוחץ על הכפתור, נשלחת קרן לייזר אל הרכב הנוסע וחוזרת בחזרה. לפי המהירות שבה היא עושה את המסלול הלוך וחזור, כותב הממל"ז את מהירותו של הרכב.

אחרי שאקדח הלייזר מזהה ממרחק רב את המהירות שבה נוסע הרכב שאליו הוא כיוון והשוטר וידא שהוא עבר את המהירות המותרת, הוא יכול לעצור את הנהג ולהעניש אותו בקנס כספי שעליו לשלם. אחרי שהנהג ישלם את הקנס ויפסיד כסף, משערים במשטרה שהוא יקפיד בעתיד לנהוג לאט יותר ולשמור על בטיחותו ובטיחות הנוסעים בכביש.


הנה "אקדח לייזר" בידי שוטר התנועה שממהר לעצור ולרשום דו"ח עם קנס לנוהגים מהר:

https://youtu.be/2YpekUblCdw


כך השוטר מכוון את קרן הלייזר ומזהה את מהירות כלי הרכב שאליהם הוא כיוון:

https://youtu.be/zLpAEi1kZpw


וכך פועל הרדאר שבתוך הרכב:

https://youtu.be/R2dgDedg9BE


תקליטור
איך פועל התקליטור?



התקליטור (Compact Disk) הוא דיסק פלסטי המאחסן נתונים באמצעים אופטיים, כלומר בעזרת אור. מכאן גם השם העברי "תקליטור".

הנתונים מאוחסנים על הדיסק בצופן דיגיטלי. הצופן הזה שמור בשכבת חומר שיש בה מישורים ושקעים. מישור מייצג את הספרה הדיגיטלית 0 ושקע מייצג 1.

באמצעות 6 מיליארד שקעים זעירים, שמוטבעים על פס זעיר של חומר בגובה של אחד חלקי 200 מעובי השערה. הקו הזה נמתח בספירלה, ממרכז התקליטור עד לשוליים.

על הפס הזה משמרים את הצופן של המוסיקה המוקלטת על הדיסק. כל המידע הדיגיטלי נרשם על גבי הדיסק בשפה בינארית, בסימון של המוני סימני 1 ו-0 מיקרוסקופיים. הסימן 1 מיוצג בשינוי המישור לשקע, מעין בור זעיר בעוד הסימן 0 מיוצג על ידי חוסר שינוי, מישור שנשאר מישור.

ההשמעה פשוטה מאוד. קרן הלייזר סורקת את הפס הספירלי הזעיר של הדיסק ונגן הדיסקים ממיר את המידע הבינרי שהיא מעבירה לצלילים. השאר כיף - קוראים לו מוסיקה באיכות ובצליל מעולה.

בייצור המוני של דיסקים מסחריים, למשל מוסיקליים, הנתונים מוטבעים עליו במפעל. בדיסקים צרובים, לעומת זאת, נצרבים הנתונים באמצעות צורב ביתי במחשב.

בדיסקים שצורבים ומוחקים ניתן גם למחוק ולצרוב מידע חדש שוב ושוב, כלומר הצורב יכול לשנות את הקידוד הדיגיטלי - את הצופן שמייצג על הדיסק את המוסיקה או את הנתונים ששמורים עליו.

השם "תקליטור" בא מחיבור של המילים תקליט ואור. התקליט הוא הצורה העגולה שלו, שהחליפה את תקליט הוויניל והאור בא מהעובדה שהקריאה והכתיבה בתקליטור מתבצעות בקרן לייזר, קרן אור.


כך פועל התקליטור:

http://youtu.be/qrToK_YXDIQ


שיעור באנימציה שמראה זאת היטב:

https://youtu.be/c_G3WH65rrk


וכך קורא אותו המחשב:

http://youtu.be/uwYcnLDApsQ
מתי ארכימדס המציא קרני מוות?



לא רבים יודעים שהמדען היווני ארכימדס סייע גם בהמצאת מתקנים צבאיים. בהגנה על עירו שהותקפה על ידי הצבא הרומי, פיתח ארכימדס את "קרן המוות של ארכימדס".

קרן המוות יצאה ממכשיר שבו הותקנו מגינים מבריקים, שהותקנו על החומה של העיר סירקוזה. המגינים הללו יצרו מראה ענקית שריכזה את אור השמש לקרן אור מרוכזת וקטלנית, שכוונה אל מפרשי הספינות הרומיות ואל גוף הספינות ושרפה אותם.

בניסוי ביוון הצליחו 60 איש עם מראות בידיהם, לשרוף סירת העץ, בתוך פחות מדקה. אך בניסוי אחר, שבוצע במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, לא הצליחו בשנת 2005 לשרוף דגם של ספינה רומית.

במאה ה-20 הכריז ניקולה טסלה על "קרני המוות" שלו, המצאה שהבטיחה ליישם את הרעיון של ארכימדס, אבל עם טכנולוגיה עדכנית ויעילה הרבה יותר. אבל בחייו, גם הקרני המוות של טסלה לא הוכיחו את עצמן.

רק בימינו הצליחו המהנדסים להגיע לקרני לייזר שמרכזות אנרגיה מטורפת בקרן יעילה וקטלנית. מכאן נראה שבקרוב יוכנס נשק הלייזר למטוסי קרב ובהמשך אף בנשק פעיל שדה הקרב שעל האדמה.


הנה סרטון ללא מילים שמתאר ציורים ושחזורים של קרני המוות הללו:

http://youtu.be/axZg5lt4-d4


קרני מוות מודרניות, שמדגימות את העיקרון של ארכימדס:

http://youtu.be/TtzRAjW6KO0


ואותן קרני מוות עתיקות הם הבסיס המיתולוגי לנשק הלייזר שבקרוב יגיע למטוסי הקרב המודרניים (עברית):

https://youtu.be/bFBl4TWduJ8


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.