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.
»
«
מי זה רנטגן ומה הוא המציא?
וילהלם רנטגן היה חוקר ופיזיקאי מגרמניה. רנטגן גילה את קרני ה-X שלאחר מכן נקראו על שמו, קרני רנטגן. בשנת 1901 הוא היה לזוכה הראשון בפרס נובל לפיזיקה. על שמו של רנטגן גם קרויה יחידת המידה למדידת קרינה מייננת וגם היסוד רנטגניום.
וילהלם רנטגן גילה את קרני ה-X בשנת 1895, לגמרי במקרה. הוא עסק בבחינת שפופרת קתודית במעבדתו. רנטגן החליף את הלוחיות שעל שפופרת קרני הקתודה בנייר שחור ועבה, החשיך את החדר והפעיל את המכשיר ואז גילה כי בשעה שהמתח החשמלי בשפופרת מגיע לרמה מסוימת, גבוהה למדי, נפלטת מהשפופרת קרינה בעלת כושר חדירה גדול.
רנטגן הופתע כאשר הבחין בזוהר על מרקע שנמצא שני מטרים מהמכשיר, והבין כי נתקל בסוג חדש של קרינה, חודרנית יותר מקרני הקתודה. מאחר שרנטגן תהה על מהותה של קרינה זו, שלא ידע מה פשרה, הוא קרא לה קרני X, וברבות הימים נקראה קרינה זו על שמו. כשהמשיך בניסוייו הוא גילה שהקרניים חודרות גם דרך גושי עץ, מתכת ואפילו בשר אדם, מה שאיפשר את השימוש הרפואי בתגלית הזו.
הנה קרני ה-X, קרני הרנטגן שחודרים את הגוף ומציגים את השלד (מתורגם):
https://youtu.be/ydbEI23XieA
קרני הרנטגן וכיצד התגלו על ידו (מתורגם):
https://youtu.be/gsV7SJDDCY4
כך זכה רנטגן על המצאתו בפרס נובל (עברית):
https://youtu.be/vSCatc-O-DI
סרטון משעשע על מיסטר בין והדובי שלו בחדר הרנטגן:
http://youtu.be/bMcQ4U_U6n4
קליפ שנעשה כמעט כולו מצילומי רנטגן מעובדים:
http://youtu.be/X1O72dFKDwA
וסרט תיעודי על תולדות קרני הרנטגן:
https://youtu.be/fHUzVqoDnts?long=yes
מהן קרני רנטגן?
צילומי רנטגן הם צילומים שמשתמשים בקרני רנטגן, קרניים בעלי כושר חדירה גבוה מאד, הידועות גם בשמן המקורי "קרני X" (באנגלית: X-rays). צילומים אלו מציגים תמונה חצי-שקופה של הגוף, כשהשלד והשיניים נראים היטב, בעוד ששאר המרכיבים, כמו בשר ורקמות שונות, נראים שקופים כמעט לגמרי.
צילומי הרנטגן משמשים בדרך כלל כדי לבחון את פנים הגוף החי למטרות רפואיות. לקרני הרנטגן יש קרינה באורך גל כה קצר, שהן יכולות לעבור דרך חומרים "רכים" כמו רקמות חיות, בשר חי, עץ וכדומה. כך ניתן לראות את המרכיבים הקשים שבפנים הגוף, מבלי שהרופאים צריכים לנתח את המטופל. השיקוף מוצג על לוח הצילום בצורה של נגטיב - החלק השקוף הוא כהה, בעוד שכל המרכיבים הקשים, דוגמת השלד והשיניים, הם בהירים.
כך ניתן לצפות בצילומי הרנטגן בפנים הגוף ולבחון את מצבו של השלד, הנראה בהם היטב, דרך הגוף הנראה שקוף כמעט לחלוטין. בדרך זו יכולים הרופאים לזהות שברים בעצמות, בעיות בשיניים, עצמים קשים שנבלעו וכדומה.
צילומי הרנטגן הם כלים חשובים מאד ברפואה המודרנית והרופים משתמשים בהם המון, במקרים שעליהם לאבחן ולאתר פגמים בעצמות, מצב השיניים, עצמים שילדים בלעו ועוד.
כך התגלו קרני הרנטגן (עברית):
https://youtu.be/vSCatc-O-DI
כך זה פועל עם קרני הרנטגן (מתורגם):
https://youtu.be/ydbEI23XieA
עוד סרטון שמסביר מצוין את סודן של קרני X (מתורגם):
https://youtu.be/gsV7SJDDCY4
קליפ שכולו עשוי מצילומי רנטגן מעובדים:
http://youtu.be/X1O72dFKDwA
ומיסטר בין והדובי שלו בחדר הרנטגן:
http://youtu.be/bMcQ4U_U6n4
מי לא ראה סיכוי לקרני הרנטגן?
"קרני X יתגלו כמתיחה." אמר הלורד קלווין, נשיא החברה המלכותית בבריטניה, בשנת 1883. מסתבר שהמתיחה הזו די הצליחה בעולם הרפואה, שכן קרני X, או קרני רנטגן כמו שאנו מכירים אותן, הפכו לאחת משיטות האיבחון החשובות בעולם הרפואה.
וילהלם רנטגן הוא שגילה את הקרניים המסתוריות בזמן שחקר התפרקויות חשמליות בתוך גז דליל. רנטגן שם לב שברמה גבוהה של מתח חשמלי נוצרת קרינה בעלת כושר חדירה גדול, שיכולה לחדור בין השאר בשר אדם. העצמות בולעות את הקרניים, כמו גם דברים ממתכת שהוכנסו או נבלעו בגוף ולכן צילום בקרני X הוא אמצעי מצוין לאבחן בעיות בריאות שונות. זה הפך את קרני הרנטגן, בשם שניתן להן בהמשך, לכלי שהוא הכל, מלבד מתיחה..
הנה דברים מוזרים ביותר שנמצאו בגופם של אנשים בעזרת צילומי רנטגן שונים בעולם:
http://youtu.be/sCXfG6xRHIE
וסרטון שמסביר את קרני הרנטגן:
http://youtu.be/d8LapfIzUIk
איך פועל מכשיר שיקוף?
בשדות התעופה ובתחנות רכבת רבים בעולם המערבי ניתן למצוא מכשירי שיקוף (Luggage Scanner) שמראים את תוכן התיקים והמזוודות של הנוסעים. מכשירים אלו הם גלאי אבטחה מתקדמים, המופעלים כדי למנוע פיגועים במטוסים וברכבות, כמו גם בתחנות ובנמלי תעופה הומי-אדם.
מכשיר השיקוף הומצא בתחילת שנות ה-70 של המאה הקודמת, כשמכה של חטיפות מטוסים הכריחה את אנשי הביטחון למצוא דרך מהירה ויעילה לבדוק מה הנוסעים מנסים להעלות איתם למטוסים.
מכשירי השיקוף המודרניים שוכללו עוד יותר לאחר הפיגועים הנוראים של ה-9/11. הם דיגיטליים ומזהים בזמן אמת את תכולת המזוודות והתיקים. חלקם כה מתקדמים עד שפורסם לא פעם שהם חושפים גם את גופם של הנבדקים מתחת לבגדיהם, ביחד עם זיהוי כלי הנשק שהם עלולים לשאת עימם.
אבל איך עובד מכשיר השיקוף של שדות התעופה? - כמו מכשיר הרנטגן בבית החולים, גם המכשיר הזה יורה קרני רנטגן על המזוודות והחפצים שלכם, שמוכנסים לתוכו. בצדו השני מותקנים בו חיישנים מיוחדים, הקולטים את קרני הרנטגן הללו ומעבירים את המידע שנאסף בהם למחשב.
המחשב מתרגם את תכולת המזוודות והחפצים לתמונה צבעונית של ממש. כל סוג של חומר מקבל צבע משלו. כך זוכים חומרים אורגניים, כמו בגדים ומזון, להופיע בדרך כלל על המסך בכתום. פלסטיק וזכוכית מופיעים לרוב בכחול או ירוק ומתכת לרוב תופיע בשחור.
באופן זה יכול הבודק לראות על המסך את תכולת כל התיק שלכם, מבלי לפתוח אותו. ואגב, הצבעים שעל המסך, של סוגי החומרים שבתיק, יכולים אולי להשתנות מיצרן ליצרן, אבל העיקרון יישאר דומה.
המערכות החדישות אפילו יותר מתקדמות - יש להן תוכנה שיודעת לזהות אוטומטית דברים חשודים, אפשר להגדיל את התמונה כדי לראות פרטים קטנים, וכמו במשחק מחשב, ניתן אפילו לראות את החפץ מכמה זוויות שונות.
ומה עם הקרינה של מכשירי השיקוף? אז התשובה הקצרה היא שאין מה לדאוג. המכשירים הללו בטוחים לחלוטין. רמת הקרינה שלהם היא כ-1/10,000 מזו של צילום רנטגן רפואי, עשירית האלפית קרינה מזו של הרנטגן בבית החולים. זו קרינה כה חלשה שאפילו סרטי הצילום בתיק לא ייפגעו. מיגון מיוחד מסביב למכשיר נועד להוסיף לבטיחותו ובדיקות בטיחות מתבצעות בו בקביעות.
גם הבודקים שמפעילים את המכשירים הללו הם מומחים שעברו הכשרה מיוחדת. עליהם לדעת בדיוק איך נראים סוגים ומינים שונים של חפצים על המסך ולזהות תוך שניות דברים חשודים. מדובר העבודה שמחייבת ריכוז רב ותשומת לב לפרטים.
מן הסתם, הדורות הבאים של מכשירי השיקוף (אולי הנוכחיים בזמן קריאת הערך) יהיו מצוידים גם ביכולות AI שיסייעו וייתנו התראה נוספת, לצורך איתור של חפצים חשודים כאלה.
הנה מכשירי השיקוף המודרניים:
https://youtu.be/WeqUjlhRvoE
מכשיר השיקוף מקרוב:
http://youtu.be/N47S-T4Xfh0
ומכשירי השיקוף שמשתפרים כל הזמן:
https://youtu.be/nyG8XAmtYeQ
כיצד היה וילהלם רנטגן לראשון שזכה בפרס נובל?
וִילְהֵלְם רֶנְטְגֶן (Wilhelm Röntgen), פיזיקאי ומדען גרמני, הוא ראשון הזוכים בפרס נובל לפיזיקה ובכלל.
זה היה בשנת 1901. אבל סיפורו של החוקר המרתק הזה מתחיל שש שנים לפני כן, ב-1895. רנטגן ערך באותה תקופה ניסויים עם שפופרת קתודית, סוג של מנורה ייחודית. לפתע הוא הבחין בדבר מוזר - מסך הבריום, שהיה מצופה בחומר פלואורסנטי, החל לזהור ללא סיבה או הסבר כלשהו.
רנטגן הופתע, במיוחד בשל העובדה שהשפופרת הייתה עטופה בנייר שחור ואטום שמנע יציאה של אור החוצה. המדען הבין שלגמרי במקרה הוא גילה משהו חדש ומעניין. ולא סתם מעניין אלא מדהים - זו ככל הנראה קרינה, שהיא בלתי נראית וחודרת דרך חומרים.
במהלך השבועות הבאים ותוך בדיקת הקרניים החדשות שגילה, הסתגר וילהלם הסקרן במעבדה שלו, כשהוא אוכל וישן בה. הוא לא הפסיק לערוך ניסויים מגוונים ובהדרגה למד באופן ברור שהקרינה המסתורית הזו חודרת דרך חומרים רבים ונבלעת רק על ידי עופרת.
הניסוי המפורסם ביותר שלו במהלך המחקרים הללו הנםיק את צילום הרנטגן המפורסם ביותר, צילום ידה של אשתו, אנה ברטה רנטגן, בו אפשר היה לראות את העצמות שבתוך היד - מבחוץ.
הצילום הזה, אגב, נחשב לצילום הרנטגן הראשון בהיסטוריה.
מכיוון שלא ידע בדיוק מה טיבה של הקרינה החדשה, רנטגן קרא לה "קרני X". למה דווקא X? כי זו היה מנהג מקובל, מעין מוסכמה במתמטיקה ובמדע לכנות כך כל דבר לא ידוע. לצד השם הנוסף "קרני רנטגן", שניתן במהלך השנים, יישאר השם הזה, X-rays, עד היום, בתור שמן של הקרניים הללו - גם מאה ויותר שנים אחרי שפוצח טבען של הקרניים והקרינה והן מפוענחות לחלוטין.
הגילוי הזה שינה את עולם הרפואה באופן בלתי נתפס. בזכותו התאפשר לרופאים לקבל מבט אל תוך הגוף האנושי, מבלי הצורך לנתח אותו. זה אמנם מבט מוגבל, בעיקר לעצמות, אבל זו הייתה מהפכה אמיתית, שכאמור זיכתה את החוקר הגאון רנטגן בפרס נובל הראשון לפיזיקה.
ורנטגן הצנוע עשה עוד מעשה מדהים. באלטרואיזם ואנושיות מופתיים הוא קבע שהתגלית שלו צריכה להיות תרומה לאנושות כולה וסירב לרשום עליה פטנט ולהתעשר עושר עצום. וכך, במקום שיהיה מקור לעושר אישי ורווחה אינסופית לו ולמשפחתו, הפך מכשיר הרנטגן לנפוץ בעולם כולו, הציל אינספור חיים והקל על סבלם של מאות מיליוני אנשים, מכל הארצות והמעמדות, במהלך השנים.
זו ללא ספק דוגמה מעוררת השראה למדען אמיתי שהאמין בכל ליבו שעל המדע לשרת את טובת האנושות ולא רק את תהילת המדענים.
על שמו של רנטגן נקראת יחידת המידה למדידת קרינה מייננת, "רנטגן" וכן היסוד הכימי רנטגניום.
הנה סיפורו של רנטגן ופרס הנובל הראשון (עברית):
https://youtu.be/vSCatc-O-DI
כך הוא גילה את קרני הרנטגן (מתורגם):
https://youtu.be/gsV7SJDDCY4
ואלה קרני ה-X, הקרניים שזיכו את רנטגן בפרס הנובל הראשון לפיזיקה (מתורגם):
https://youtu.be/ydbEI23XieA
איך פועל מכשיר הרנטגן?
מכשיר לצילום רנטגן שולח קרני רנטגן (X-rays). קרניים אלה חודרות דרך חומרים מסוימים, כמו עץ, מתכת ובשר חי. הן מייצרות סוג של קרינה מייננת, קרינה אלקטרומגנטית, שהיא בעלת אנרגיות הרבה יותר גבוהות מאלה של האור הנראה. כלומר לקרני הרנטגן אורך גל קצר מאד, שמעניק להן כושר חדירה גבוה במיוחד.
ואכן, כשנשלחות קרני הרנטגן דרך גוף האדם למשל, הן עוברות בקלות דרך גופים רכים כמו הבשר החי ויוצרות על לוח הצילום שיקוף של העצמים הצפופים שבגוף, כמו עצמות או חלקי מתכת שחדרו או הושתלו בו.
כך מאפשרות קרני X צילום של תמונה חצי-שקופה של הגוף, כשהשלד הוא הנראה בצילום הרנטגן, בעוד הגוף הוא שקוף כמעט לחלוטין. הדבר הפך אותן ליעילות במיוחד לאבחון רפואי של שברים, פגמים בעצמות, מצב השיניים וכדומה.
הסיכון הזעיר לנזקים בשל צילום רנטגן מביא לכך שהמצטלמים צריכים להניח סינר עופרת על איברים מסוימים בגוף. הסיכון העיקרי בצילום רנטגן, על אף שהוא קטן מאד, הוא לנזקים אפשריים באברי הרבייה, שיגרמו להיווצרות מוטציות, כמו גם לרקמות דוגמת בלוטת התריס.
ישנן שיטות שונות ליצירת קרני הרנטגן. הוותיקה שבהן היא של צילום המתבסס על שפופרת ריק קטודית. אלקטרונים הפוגעים בשפופרת הריק המלאה באטומי טונגסטן הם שגורמים לפליטה של קרינת הרנטגן המייננת. שיטה אחרת ליצירת קרני רנטגן היא שימוש במאיצי חלקיקים, דוגמת מאיץ החלקיקים הישר או התתטרון.
השיטה החדשה ביותר לצילומי רנטגן נולדה ממהפכת הצילום הדיגיטלי. מערכות לצילום רנטגן דיגיטלי הולכות ותופסות כיום את מקומן בעולם הרפואה. כמו בצילום דיגיטלי רגיל, יתרונן הוא במהירות של יצירת צילום הרנטגן וביכולת לשפר את איכות הצילום, באמצעות עיבוד דיגיטלי שניתן לבצע לאחר מכן.
כך פועל צילום הרנטגן באמצעות קרני הרנטגן (מתורגם):
https://youtu.be/ydbEI23XieA
סרטון נוסף שמסביר מצוין את סודן של קרני X (מתורגם):
https://youtu.be/gsV7SJDDCY4
וכך חודרות קרני הרנטגן את הגוף:
https://youtu.be/hTz_rGP4v9Y
מה מסוכן בקרני רנטגן?
אין ספק שקרני רנטגן (X-rays) העניקו לרפואה כלים חשובים באיבחון וריפוי. יכולתן של קרני הרנטגן לחדור אל תוך גוף האדם ולאפשר לרופאים לקבל תמונה טובה של עצמות ואיברים פנימיים היא פלא של ממש. בזכות טכנולוגיית הרנטגן, הפך איתורם של סימני מחלה ופציעה, לעניין פשוט למדי.
אבל לצד היכולות המופלאות של הרנטגן יש בו גם סכנה, שהתגלתה עם הזמן. לקרני הרנטגן אורך גל קצר, כמו לקרני גמא ולאור אולטרה סגול. הקרינה הזו יכולה להיות מסוכנת מאוד. הסיבה? - היא די חזקה או לפחות מספיק חזקה בכדי לקרוע אלקטרונים מתוך האטומים שלהם ולגרום לנו לכוויות ולנזק גנטי בלתי הפיך.
רק משהסתבר שעובדי הרנטגן חלו בסרטן יותר מאשר האוכלוסייה הרגילה, התוודע עולם הרפואה לסכנה הזו שבקרני הרנטגן.
הסיבה לסכנה היא שלאחר צילום הרנטגן נותר חלק מהקרינה שבקרני הרנטגן בתוך גופנו. כשאנרגיה זו נספגת בגוף, היא עלולה לגרום להשפעות ביולוגיות מסוכנות ברקמות הגוף. יש אף הליכים רפואיים הכרוכים בחשיפה למנות קרינה גבוהות עוד יותר מצילומי רנטגן רגילים ובהם הסכנה אף גוברת.
אם לא היינו נוקטים באמצעי זהירות, בעת החשיפה לקרניים הללו, יכול היה הנזק להיות משמעותי מאד לבריאותנו. שחרור האלקטרון יכול לפגוע במטען הגנטי של תאי הגוף. מספיק תא פגוע אחד, כדי לגרום להופעת מחלה ממאירה כמו סרטן. ילדים למשל, שהם בעיצומו של תהליך הגדילה ותאיהם מתחלקים בקצב מהיר משל מבוגרים, הם בסכנה גבוהה אף יותר. הסיכון העיקרי בצילום רנטגן, על אף שהוא קטן מאד, הוא לנזקים אפשריים באברי הרבייה, שיגרמו להיווצרות מוטציות, כמו גם לרקמות דוגמת בלוטת התריס.
אבל יש פתרון מצוין לבעיה. חשיפת הסיכון שבצילום הרנטגן הביא כבר לפני שנים רבות לחקור ולגלות את שיטות ההגנה הנכונות. מעבר לשיפור המכשור במכון הרנטגן והקפדה על נהלים, כמו יציאת טכנאי הרנטגן מהחדר בעת הצילום, מגינים גם על המצולמים מהקרינה. למען בטיחותם, מתבקשים המצטלמים במכון הרנטגן להניח סינר עופרת על איברים מסוימים בגוף. העופרת מונעת מקרני הרנטגן להגיע לאזורי הפוריות, למשל, שהם בסיכון גבוה.
כך גורמת קרינה רדיואקטיבית לסרטן (עברית):
https://youtu.be/Fa0OceTSPBU
אלה הסיכונים שבקרני הרנטגן:
https://youtu.be/vmdemMnkSKo
הקרבן הידוע ביותר ואולי הראשון של הקרינה הזו הייתה מי שחקרה אותה לראשונה - המדענית הדגולה מארי קירי (מתורגם):
https://youtu.be/w6JFRi0Qm_s
כך מייצרת נורת הרנטגן את הקרניים הללו - קרני ה-X-rays:
https://youtu.be/Bc0eOjWkxpU
וכך חודרות קרני הרנטגן את הגוף:
https://youtu.be/hTz_rGP4v9Y
כיצד הצליחו היוונים להמציא את המחשב הקדום ביותר ולאבד אותו בים?
קבוצת צוללנים שחיפשה ספוגים באי יווני קטנטן מצאה בשנת 1900 אוניה טרופה ליד חופי האי. לאחר שנה הם שבו למקום בחסות ממשלת יוון וערכו את אחת הצלילות-חפירות הארכיאולוגיות הראשונות בהיסטוריה.
כמות האוצרות שנמצאה בספינה ומסביבה האפילו על גוש מוזר ומכוסה שכבת גיר עבה. רק אחרי שהגוש התפרק בעצמו, כמה חודשים לאחר מכן, התגלו בו גלגלי שיניים אכולים ושנתות עמומות.
זו הייתה התגלית המדעית הגדולה ביותר שהתגלתה ביוון של אותם ימים. זה היה כנראה המחשב הקדום בהיסטוריה האנושית - המנגנון מאנטיקיתרה.
האם מנגנון אנטיקיתרה (Antikythera mechanism) היה המחשב העתיק בהיסטוריה?
כנראה שכן. מנגנון אנטיקיתרה הוא מכונת חישוב אנלוגית קדומה, מעין מחשב עתיק שנבנה בכדי לחשב מיקומים אסטרונומיים של גרמי שמיים ומועדים שמסתמכים עליהם.
המנגנון הזה חישב דברים כמו ליקויי חמה, ליקויי לבנה ואת המועדים שבהם יתקיימו האולימפיאדות השונות ביוון העתיקה. המנגנון נבנה בתקופה שבין 100-150 לפני הספירה.
סדרת מחקרים מדהימה, שכללה טכנולוגיות חדשניות רבות, כולל רנטגן, העלתה ממצאים מדהימים על פעולתו של המנגנון המופלא.
מקורו של המנגנון הוא במושבות הקורינתיות או בסיציליה. המדינאי קיקרו כתב שבכיבוש סירקוזה שבסיציליה לקח המצביא הרומי רק מנגנון אסטרונומי שבנה ארכימדס, בן המקום.
על אף הספק אם מדובר באותו מנגנון שנמצא, השערה מעניינת היא שארכימדס יצר מסורת של בניית מכשירים שמנגנון אנטיקיתרה נמנה עליה, אם תרצו, סוג של מחשבים עתיקים שהקדימו את זמנם בהרבה.
כך גילו את מנגנון אנטיקיתרה:
http://youtu.be/UpLcnAIpVRA
על המחשב הקדום בתולדות האדם:
http://youtu.be/XfyK8czCnS8
מודל וירטואלי של מנגנון אנטיקיתרה:
http://youtu.be/MqhuAnySPZ0
מודל משעשע ויצירתי של המנגנון מאנטיקיתרה, שנבנה כולו מחלקי לגו...
http://youtu.be/MT2igTnBZfQ
והמנגנון של המחשב הכי עתיק בהיסטוריה בתלת מימד:
https://youtu.be/dRXI9KLImC4
וילהלם רנטגן היה חוקר ופיזיקאי מגרמניה. רנטגן גילה את קרני ה-X שלאחר מכן נקראו על שמו, קרני רנטגן. בשנת 1901 הוא היה לזוכה הראשון בפרס נובל לפיזיקה. על שמו של רנטגן גם קרויה יחידת המידה למדידת קרינה מייננת וגם היסוד רנטגניום.
וילהלם רנטגן גילה את קרני ה-X בשנת 1895, לגמרי במקרה. הוא עסק בבחינת שפופרת קתודית במעבדתו. רנטגן החליף את הלוחיות שעל שפופרת קרני הקתודה בנייר שחור ועבה, החשיך את החדר והפעיל את המכשיר ואז גילה כי בשעה שהמתח החשמלי בשפופרת מגיע לרמה מסוימת, גבוהה למדי, נפלטת מהשפופרת קרינה בעלת כושר חדירה גדול.
רנטגן הופתע כאשר הבחין בזוהר על מרקע שנמצא שני מטרים מהמכשיר, והבין כי נתקל בסוג חדש של קרינה, חודרנית יותר מקרני הקתודה. מאחר שרנטגן תהה על מהותה של קרינה זו, שלא ידע מה פשרה, הוא קרא לה קרני X, וברבות הימים נקראה קרינה זו על שמו. כשהמשיך בניסוייו הוא גילה שהקרניים חודרות גם דרך גושי עץ, מתכת ואפילו בשר אדם, מה שאיפשר את השימוש הרפואי בתגלית הזו.
הנה קרני ה-X, קרני הרנטגן שחודרים את הגוף ומציגים את השלד (מתורגם):
https://youtu.be/ydbEI23XieA
קרני הרנטגן וכיצד התגלו על ידו (מתורגם):
https://youtu.be/gsV7SJDDCY4
כך זכה רנטגן על המצאתו בפרס נובל (עברית):
https://youtu.be/vSCatc-O-DI
סרטון משעשע על מיסטר בין והדובי שלו בחדר הרנטגן:
http://youtu.be/bMcQ4U_U6n4
קליפ שנעשה כמעט כולו מצילומי רנטגן מעובדים:
http://youtu.be/X1O72dFKDwA
וסרט תיעודי על תולדות קרני הרנטגן:
https://youtu.be/fHUzVqoDnts?long=yes
צילומי רנטגן הם צילומים שמשתמשים בקרני רנטגן, קרניים בעלי כושר חדירה גבוה מאד, הידועות גם בשמן המקורי "קרני X" (באנגלית: X-rays). צילומים אלו מציגים תמונה חצי-שקופה של הגוף, כשהשלד והשיניים נראים היטב, בעוד ששאר המרכיבים, כמו בשר ורקמות שונות, נראים שקופים כמעט לגמרי.
צילומי הרנטגן משמשים בדרך כלל כדי לבחון את פנים הגוף החי למטרות רפואיות. לקרני הרנטגן יש קרינה באורך גל כה קצר, שהן יכולות לעבור דרך חומרים "רכים" כמו רקמות חיות, בשר חי, עץ וכדומה. כך ניתן לראות את המרכיבים הקשים שבפנים הגוף, מבלי שהרופאים צריכים לנתח את המטופל. השיקוף מוצג על לוח הצילום בצורה של נגטיב - החלק השקוף הוא כהה, בעוד שכל המרכיבים הקשים, דוגמת השלד והשיניים, הם בהירים.
כך ניתן לצפות בצילומי הרנטגן בפנים הגוף ולבחון את מצבו של השלד, הנראה בהם היטב, דרך הגוף הנראה שקוף כמעט לחלוטין. בדרך זו יכולים הרופאים לזהות שברים בעצמות, בעיות בשיניים, עצמים קשים שנבלעו וכדומה.
צילומי הרנטגן הם כלים חשובים מאד ברפואה המודרנית והרופים משתמשים בהם המון, במקרים שעליהם לאבחן ולאתר פגמים בעצמות, מצב השיניים, עצמים שילדים בלעו ועוד.
כך התגלו קרני הרנטגן (עברית):
https://youtu.be/vSCatc-O-DI
כך זה פועל עם קרני הרנטגן (מתורגם):
https://youtu.be/ydbEI23XieA
עוד סרטון שמסביר מצוין את סודן של קרני X (מתורגם):
https://youtu.be/gsV7SJDDCY4
קליפ שכולו עשוי מצילומי רנטגן מעובדים:
http://youtu.be/X1O72dFKDwA
ומיסטר בין והדובי שלו בחדר הרנטגן:
http://youtu.be/bMcQ4U_U6n4
"קרני X יתגלו כמתיחה." אמר הלורד קלווין, נשיא החברה המלכותית בבריטניה, בשנת 1883. מסתבר שהמתיחה הזו די הצליחה בעולם הרפואה, שכן קרני X, או קרני רנטגן כמו שאנו מכירים אותן, הפכו לאחת משיטות האיבחון החשובות בעולם הרפואה.
וילהלם רנטגן הוא שגילה את הקרניים המסתוריות בזמן שחקר התפרקויות חשמליות בתוך גז דליל. רנטגן שם לב שברמה גבוהה של מתח חשמלי נוצרת קרינה בעלת כושר חדירה גדול, שיכולה לחדור בין השאר בשר אדם. העצמות בולעות את הקרניים, כמו גם דברים ממתכת שהוכנסו או נבלעו בגוף ולכן צילום בקרני X הוא אמצעי מצוין לאבחן בעיות בריאות שונות. זה הפך את קרני הרנטגן, בשם שניתן להן בהמשך, לכלי שהוא הכל, מלבד מתיחה..
הנה דברים מוזרים ביותר שנמצאו בגופם של אנשים בעזרת צילומי רנטגן שונים בעולם:
http://youtu.be/sCXfG6xRHIE
וסרטון שמסביר את קרני הרנטגן:
http://youtu.be/d8LapfIzUIk
בשדות התעופה ובתחנות רכבת רבים בעולם המערבי ניתן למצוא מכשירי שיקוף (Luggage Scanner) שמראים את תוכן התיקים והמזוודות של הנוסעים. מכשירים אלו הם גלאי אבטחה מתקדמים, המופעלים כדי למנוע פיגועים במטוסים וברכבות, כמו גם בתחנות ובנמלי תעופה הומי-אדם.
מכשיר השיקוף הומצא בתחילת שנות ה-70 של המאה הקודמת, כשמכה של חטיפות מטוסים הכריחה את אנשי הביטחון למצוא דרך מהירה ויעילה לבדוק מה הנוסעים מנסים להעלות איתם למטוסים.
מכשירי השיקוף המודרניים שוכללו עוד יותר לאחר הפיגועים הנוראים של ה-9/11. הם דיגיטליים ומזהים בזמן אמת את תכולת המזוודות והתיקים. חלקם כה מתקדמים עד שפורסם לא פעם שהם חושפים גם את גופם של הנבדקים מתחת לבגדיהם, ביחד עם זיהוי כלי הנשק שהם עלולים לשאת עימם.
אבל איך עובד מכשיר השיקוף של שדות התעופה? - כמו מכשיר הרנטגן בבית החולים, גם המכשיר הזה יורה קרני רנטגן על המזוודות והחפצים שלכם, שמוכנסים לתוכו. בצדו השני מותקנים בו חיישנים מיוחדים, הקולטים את קרני הרנטגן הללו ומעבירים את המידע שנאסף בהם למחשב.
המחשב מתרגם את תכולת המזוודות והחפצים לתמונה צבעונית של ממש. כל סוג של חומר מקבל צבע משלו. כך זוכים חומרים אורגניים, כמו בגדים ומזון, להופיע בדרך כלל על המסך בכתום. פלסטיק וזכוכית מופיעים לרוב בכחול או ירוק ומתכת לרוב תופיע בשחור.
באופן זה יכול הבודק לראות על המסך את תכולת כל התיק שלכם, מבלי לפתוח אותו. ואגב, הצבעים שעל המסך, של סוגי החומרים שבתיק, יכולים אולי להשתנות מיצרן ליצרן, אבל העיקרון יישאר דומה.
המערכות החדישות אפילו יותר מתקדמות - יש להן תוכנה שיודעת לזהות אוטומטית דברים חשודים, אפשר להגדיל את התמונה כדי לראות פרטים קטנים, וכמו במשחק מחשב, ניתן אפילו לראות את החפץ מכמה זוויות שונות.
ומה עם הקרינה של מכשירי השיקוף? אז התשובה הקצרה היא שאין מה לדאוג. המכשירים הללו בטוחים לחלוטין. רמת הקרינה שלהם היא כ-1/10,000 מזו של צילום רנטגן רפואי, עשירית האלפית קרינה מזו של הרנטגן בבית החולים. זו קרינה כה חלשה שאפילו סרטי הצילום בתיק לא ייפגעו. מיגון מיוחד מסביב למכשיר נועד להוסיף לבטיחותו ובדיקות בטיחות מתבצעות בו בקביעות.
גם הבודקים שמפעילים את המכשירים הללו הם מומחים שעברו הכשרה מיוחדת. עליהם לדעת בדיוק איך נראים סוגים ומינים שונים של חפצים על המסך ולזהות תוך שניות דברים חשודים. מדובר העבודה שמחייבת ריכוז רב ותשומת לב לפרטים.
מן הסתם, הדורות הבאים של מכשירי השיקוף (אולי הנוכחיים בזמן קריאת הערך) יהיו מצוידים גם ביכולות AI שיסייעו וייתנו התראה נוספת, לצורך איתור של חפצים חשודים כאלה.
הנה מכשירי השיקוף המודרניים:
https://youtu.be/WeqUjlhRvoE
מכשיר השיקוף מקרוב:
http://youtu.be/N47S-T4Xfh0
ומכשירי השיקוף שמשתפרים כל הזמן:
https://youtu.be/nyG8XAmtYeQ
רנטגן
וִילְהֵלְם רֶנְטְגֶן (Wilhelm Röntgen), פיזיקאי ומדען גרמני, הוא ראשון הזוכים בפרס נובל לפיזיקה ובכלל.
זה היה בשנת 1901. אבל סיפורו של החוקר המרתק הזה מתחיל שש שנים לפני כן, ב-1895. רנטגן ערך באותה תקופה ניסויים עם שפופרת קתודית, סוג של מנורה ייחודית. לפתע הוא הבחין בדבר מוזר - מסך הבריום, שהיה מצופה בחומר פלואורסנטי, החל לזהור ללא סיבה או הסבר כלשהו.
רנטגן הופתע, במיוחד בשל העובדה שהשפופרת הייתה עטופה בנייר שחור ואטום שמנע יציאה של אור החוצה. המדען הבין שלגמרי במקרה הוא גילה משהו חדש ומעניין. ולא סתם מעניין אלא מדהים - זו ככל הנראה קרינה, שהיא בלתי נראית וחודרת דרך חומרים.
במהלך השבועות הבאים ותוך בדיקת הקרניים החדשות שגילה, הסתגר וילהלם הסקרן במעבדה שלו, כשהוא אוכל וישן בה. הוא לא הפסיק לערוך ניסויים מגוונים ובהדרגה למד באופן ברור שהקרינה המסתורית הזו חודרת דרך חומרים רבים ונבלעת רק על ידי עופרת.
הניסוי המפורסם ביותר שלו במהלך המחקרים הללו הנםיק את צילום הרנטגן המפורסם ביותר, צילום ידה של אשתו, אנה ברטה רנטגן, בו אפשר היה לראות את העצמות שבתוך היד - מבחוץ.
הצילום הזה, אגב, נחשב לצילום הרנטגן הראשון בהיסטוריה.
מכיוון שלא ידע בדיוק מה טיבה של הקרינה החדשה, רנטגן קרא לה "קרני X". למה דווקא X? כי זו היה מנהג מקובל, מעין מוסכמה במתמטיקה ובמדע לכנות כך כל דבר לא ידוע. לצד השם הנוסף "קרני רנטגן", שניתן במהלך השנים, יישאר השם הזה, X-rays, עד היום, בתור שמן של הקרניים הללו - גם מאה ויותר שנים אחרי שפוצח טבען של הקרניים והקרינה והן מפוענחות לחלוטין.
הגילוי הזה שינה את עולם הרפואה באופן בלתי נתפס. בזכותו התאפשר לרופאים לקבל מבט אל תוך הגוף האנושי, מבלי הצורך לנתח אותו. זה אמנם מבט מוגבל, בעיקר לעצמות, אבל זו הייתה מהפכה אמיתית, שכאמור זיכתה את החוקר הגאון רנטגן בפרס נובל הראשון לפיזיקה.
ורנטגן הצנוע עשה עוד מעשה מדהים. באלטרואיזם ואנושיות מופתיים הוא קבע שהתגלית שלו צריכה להיות תרומה לאנושות כולה וסירב לרשום עליה פטנט ולהתעשר עושר עצום. וכך, במקום שיהיה מקור לעושר אישי ורווחה אינסופית לו ולמשפחתו, הפך מכשיר הרנטגן לנפוץ בעולם כולו, הציל אינספור חיים והקל על סבלם של מאות מיליוני אנשים, מכל הארצות והמעמדות, במהלך השנים.
זו ללא ספק דוגמה מעוררת השראה למדען אמיתי שהאמין בכל ליבו שעל המדע לשרת את טובת האנושות ולא רק את תהילת המדענים.
על שמו של רנטגן נקראת יחידת המידה למדידת קרינה מייננת, "רנטגן" וכן היסוד הכימי רנטגניום.
הנה סיפורו של רנטגן ופרס הנובל הראשון (עברית):
https://youtu.be/vSCatc-O-DI
כך הוא גילה את קרני הרנטגן (מתורגם):
https://youtu.be/gsV7SJDDCY4
ואלה קרני ה-X, הקרניים שזיכו את רנטגן בפרס הנובל הראשון לפיזיקה (מתורגם):
https://youtu.be/ydbEI23XieA
מכשיר לצילום רנטגן שולח קרני רנטגן (X-rays). קרניים אלה חודרות דרך חומרים מסוימים, כמו עץ, מתכת ובשר חי. הן מייצרות סוג של קרינה מייננת, קרינה אלקטרומגנטית, שהיא בעלת אנרגיות הרבה יותר גבוהות מאלה של האור הנראה. כלומר לקרני הרנטגן אורך גל קצר מאד, שמעניק להן כושר חדירה גבוה במיוחד.
ואכן, כשנשלחות קרני הרנטגן דרך גוף האדם למשל, הן עוברות בקלות דרך גופים רכים כמו הבשר החי ויוצרות על לוח הצילום שיקוף של העצמים הצפופים שבגוף, כמו עצמות או חלקי מתכת שחדרו או הושתלו בו.
כך מאפשרות קרני X צילום של תמונה חצי-שקופה של הגוף, כשהשלד הוא הנראה בצילום הרנטגן, בעוד הגוף הוא שקוף כמעט לחלוטין. הדבר הפך אותן ליעילות במיוחד לאבחון רפואי של שברים, פגמים בעצמות, מצב השיניים וכדומה.
הסיכון הזעיר לנזקים בשל צילום רנטגן מביא לכך שהמצטלמים צריכים להניח סינר עופרת על איברים מסוימים בגוף. הסיכון העיקרי בצילום רנטגן, על אף שהוא קטן מאד, הוא לנזקים אפשריים באברי הרבייה, שיגרמו להיווצרות מוטציות, כמו גם לרקמות דוגמת בלוטת התריס.
ישנן שיטות שונות ליצירת קרני הרנטגן. הוותיקה שבהן היא של צילום המתבסס על שפופרת ריק קטודית. אלקטרונים הפוגעים בשפופרת הריק המלאה באטומי טונגסטן הם שגורמים לפליטה של קרינת הרנטגן המייננת. שיטה אחרת ליצירת קרני רנטגן היא שימוש במאיצי חלקיקים, דוגמת מאיץ החלקיקים הישר או התתטרון.
השיטה החדשה ביותר לצילומי רנטגן נולדה ממהפכת הצילום הדיגיטלי. מערכות לצילום רנטגן דיגיטלי הולכות ותופסות כיום את מקומן בעולם הרפואה. כמו בצילום דיגיטלי רגיל, יתרונן הוא במהירות של יצירת צילום הרנטגן וביכולת לשפר את איכות הצילום, באמצעות עיבוד דיגיטלי שניתן לבצע לאחר מכן.
כך פועל צילום הרנטגן באמצעות קרני הרנטגן (מתורגם):
https://youtu.be/ydbEI23XieA
סרטון נוסף שמסביר מצוין את סודן של קרני X (מתורגם):
https://youtu.be/gsV7SJDDCY4
וכך חודרות קרני הרנטגן את הגוף:
https://youtu.be/hTz_rGP4v9Y
אין ספק שקרני רנטגן (X-rays) העניקו לרפואה כלים חשובים באיבחון וריפוי. יכולתן של קרני הרנטגן לחדור אל תוך גוף האדם ולאפשר לרופאים לקבל תמונה טובה של עצמות ואיברים פנימיים היא פלא של ממש. בזכות טכנולוגיית הרנטגן, הפך איתורם של סימני מחלה ופציעה, לעניין פשוט למדי.
אבל לצד היכולות המופלאות של הרנטגן יש בו גם סכנה, שהתגלתה עם הזמן. לקרני הרנטגן אורך גל קצר, כמו לקרני גמא ולאור אולטרה סגול. הקרינה הזו יכולה להיות מסוכנת מאוד. הסיבה? - היא די חזקה או לפחות מספיק חזקה בכדי לקרוע אלקטרונים מתוך האטומים שלהם ולגרום לנו לכוויות ולנזק גנטי בלתי הפיך.
רק משהסתבר שעובדי הרנטגן חלו בסרטן יותר מאשר האוכלוסייה הרגילה, התוודע עולם הרפואה לסכנה הזו שבקרני הרנטגן.
הסיבה לסכנה היא שלאחר צילום הרנטגן נותר חלק מהקרינה שבקרני הרנטגן בתוך גופנו. כשאנרגיה זו נספגת בגוף, היא עלולה לגרום להשפעות ביולוגיות מסוכנות ברקמות הגוף. יש אף הליכים רפואיים הכרוכים בחשיפה למנות קרינה גבוהות עוד יותר מצילומי רנטגן רגילים ובהם הסכנה אף גוברת.
אם לא היינו נוקטים באמצעי זהירות, בעת החשיפה לקרניים הללו, יכול היה הנזק להיות משמעותי מאד לבריאותנו. שחרור האלקטרון יכול לפגוע במטען הגנטי של תאי הגוף. מספיק תא פגוע אחד, כדי לגרום להופעת מחלה ממאירה כמו סרטן. ילדים למשל, שהם בעיצומו של תהליך הגדילה ותאיהם מתחלקים בקצב מהיר משל מבוגרים, הם בסכנה גבוהה אף יותר. הסיכון העיקרי בצילום רנטגן, על אף שהוא קטן מאד, הוא לנזקים אפשריים באברי הרבייה, שיגרמו להיווצרות מוטציות, כמו גם לרקמות דוגמת בלוטת התריס.
אבל יש פתרון מצוין לבעיה. חשיפת הסיכון שבצילום הרנטגן הביא כבר לפני שנים רבות לחקור ולגלות את שיטות ההגנה הנכונות. מעבר לשיפור המכשור במכון הרנטגן והקפדה על נהלים, כמו יציאת טכנאי הרנטגן מהחדר בעת הצילום, מגינים גם על המצולמים מהקרינה. למען בטיחותם, מתבקשים המצטלמים במכון הרנטגן להניח סינר עופרת על איברים מסוימים בגוף. העופרת מונעת מקרני הרנטגן להגיע לאזורי הפוריות, למשל, שהם בסיכון גבוה.
כך גורמת קרינה רדיואקטיבית לסרטן (עברית):
https://youtu.be/Fa0OceTSPBU
אלה הסיכונים שבקרני הרנטגן:
https://youtu.be/vmdemMnkSKo
הקרבן הידוע ביותר ואולי הראשון של הקרינה הזו הייתה מי שחקרה אותה לראשונה - המדענית הדגולה מארי קירי (מתורגם):
https://youtu.be/w6JFRi0Qm_s
כך מייצרת נורת הרנטגן את הקרניים הללו - קרני ה-X-rays:
https://youtu.be/Bc0eOjWkxpU
וכך חודרות קרני הרנטגן את הגוף:
https://youtu.be/hTz_rGP4v9Y
קבוצת צוללנים שחיפשה ספוגים באי יווני קטנטן מצאה בשנת 1900 אוניה טרופה ליד חופי האי. לאחר שנה הם שבו למקום בחסות ממשלת יוון וערכו את אחת הצלילות-חפירות הארכיאולוגיות הראשונות בהיסטוריה.
כמות האוצרות שנמצאה בספינה ומסביבה האפילו על גוש מוזר ומכוסה שכבת גיר עבה. רק אחרי שהגוש התפרק בעצמו, כמה חודשים לאחר מכן, התגלו בו גלגלי שיניים אכולים ושנתות עמומות.
זו הייתה התגלית המדעית הגדולה ביותר שהתגלתה ביוון של אותם ימים. זה היה כנראה המחשב הקדום בהיסטוריה האנושית - המנגנון מאנטיקיתרה.
האם מנגנון אנטיקיתרה (Antikythera mechanism) היה המחשב העתיק בהיסטוריה?
כנראה שכן. מנגנון אנטיקיתרה הוא מכונת חישוב אנלוגית קדומה, מעין מחשב עתיק שנבנה בכדי לחשב מיקומים אסטרונומיים של גרמי שמיים ומועדים שמסתמכים עליהם.
המנגנון הזה חישב דברים כמו ליקויי חמה, ליקויי לבנה ואת המועדים שבהם יתקיימו האולימפיאדות השונות ביוון העתיקה. המנגנון נבנה בתקופה שבין 100-150 לפני הספירה.
סדרת מחקרים מדהימה, שכללה טכנולוגיות חדשניות רבות, כולל רנטגן, העלתה ממצאים מדהימים על פעולתו של המנגנון המופלא.
מקורו של המנגנון הוא במושבות הקורינתיות או בסיציליה. המדינאי קיקרו כתב שבכיבוש סירקוזה שבסיציליה לקח המצביא הרומי רק מנגנון אסטרונומי שבנה ארכימדס, בן המקום.
על אף הספק אם מדובר באותו מנגנון שנמצא, השערה מעניינת היא שארכימדס יצר מסורת של בניית מכשירים שמנגנון אנטיקיתרה נמנה עליה, אם תרצו, סוג של מחשבים עתיקים שהקדימו את זמנם בהרבה.
כך גילו את מנגנון אנטיקיתרה:
http://youtu.be/UpLcnAIpVRA
על המחשב הקדום בתולדות האדם:
http://youtu.be/XfyK8czCnS8
מודל וירטואלי של מנגנון אנטיקיתרה:
http://youtu.be/MqhuAnySPZ0
מודל משעשע ויצירתי של המנגנון מאנטיקיתרה, שנבנה כולו מחלקי לגו...
http://youtu.be/MT2igTnBZfQ
והמנגנון של המחשב הכי עתיק בהיסטוריה בתלת מימד:
https://youtu.be/dRXI9KLImC4
