Header

  • עברית
  • English
  • العربية
  • Moodle
  • You Tube
  • facebook
  • GeoGebra
בית
  • אודות
    • חזון ומטרות מכון דוידסון
    • וויליאם (ביל) דוידסון
    • איך מגיעים?
    • חברי ההנהלה
    • חברי הוועד המנהל
    • עובדי מכון דוידסון
    • דרושים לדוידסון
    • כפר הנוער ע"ש לאוב
    • תמכו בנו
  • פעילויות
    • חוגים
    • מחנות מדע ומשלחות לחול
    • תוכניות למצטיינים
    • קידום והעצמת תלמידים
    • תוכניות מדעיות לכיתות
    • הרצאות, כנסים ואירועים
    • תחרויות
    • מורים − השתלמויות ותמיכה
    • תוכניות מתוקשבות
    • פעילויות החודש במכון דוידסון
  • דוידסון Online
    • שאל את המומחה
    • מאגר מדע: סרטונים וכתבות
    • המעגל המתמטי
    • אפליקציות ויישומוני מדע
    • ניסויי מדע בבית
    • חדר מורים
    • כל מה שרציתם לדעת על המוח
  • גן המדע
    • מידע למגיעים למוזיאון
    • חוגגים איתנו בגן המדע
    • פעילויות לגנים ולבתי ספר
    • פעילויות לארגונים ולקבוצות
    • מוצגים בגן
    • סדנאות "מדעכיף" בפסח
    • רעש וצלצולים בגן המדע
  • פר"ח

דוידסון Online
  • שאל את המומחה
  • מאגר מדע: סרטונים וכתבות
    • נושא החודש
    • רפואה ופיזיולוגיה
    • מדעי החיים
    • כימיה
    • פיסיקה
    • אסטרופיסיקה
    • טור אורח
    • SpaceIL וחלל
    • מדעי כדור-הארץ
    • מתמטיקה ומדעי המחשב
    • טכנולוגיה
    • ידע כללי
    • חדשות המדע
    • יש מקום לספק
  • המעגל המתמטי
  • אפליקציות ויישומוני מדע
  • ניסויי מדע בבית
  • חדר מורים
  • כל מה שרציתם לדעת על המוח

חפשו פעילויות וכתבות

שאטרסטוק

מה חדש בדוידסון Online

חידה שבועית מס' 79: שבע ועשרים ומאה
שלום לכם, בשבוע שעבר חגגנו את חג הפורים. המשימה השבוע תהיה קשורה למספרים במגילת אסתר: מצאו מהו המספר הראשון המופיע במגילה
לידיעה המלאה »
הגנים שאי אפשר בלעדיהם
מדענים מארה"ב יצרו במעבדה חיידק בעל גנום מזערי, המכיל רק את הגנים הנחוצים להישרדות ושופך אור חדש על המרכיבים הגנטיים
לידיעה המלאה »
האם המספרים הראשוניים אינם אקראיים?
מדענים מארצות הברית טוענים כי מצאו חריגה מההתפלגות האקראית בסדר הופעתם של מספרים ראשוניים. מה משמעות הדבר ואיך זה קשור לביטחון
לידיעה המלאה »
בניית מצלמה מגלילי נייר (קמרה אובסקורה)
בניסוי הנוכחי נבנה מעין מצלמה קטנה שמקרינה דמויות על מסך נייר ומאפשרת הגדלה והקטנה של הדמות. המצלמה מבוססת על התקן עתיק שנקרא
לידיעה המלאה »
מיץ תפוזים שקוף – מתכון בישול מולקולרי
בניסוי הזה ניקח מיץ תפוזים ונעשה ממנו נוזל שקוף וצלול בלי לשנות את טעמו, בשיטה של בישול מולקולרי. הניסוי/מתכון מחייב השגחה של
לידיעה המלאה »
חי בסרט מדעי – תחרות הסרטונים
כיצד נוצרים עננים? מדוע תכונות מסוימות עוברות מהורים לילדיהם? מדוע המלפפון ירוק? מה תפקיד הכנפיים במטוסים? על השאלות האלה ועוד
לידיעה המלאה »
חידה שבועית מס' 78: לזכור את פאי במילים
שלום לכם, בשבוע שעבר חגגנו את יום הפאי.  בכתבה המספר שמשגע את העולם (במדור הכתבות של דוידסון-אונליין)  כותב
לידיעה המלאה »

לצלם במהירות... האור

שתף

פוטו-פיניש למתקדמים. מדענים הצליחו לפתח מצלמה כל כך מהירה, שאפשר לצלם בה אפילו את תנועת האור עצמו. ראו את הסרטונים

בשנים האחרונות התרגלנו לראות מצלמות יותר ויותר מהירות, שמאפשרות לנו לראות הילוך אטי של תהליכים שהעין האנושית כמעט שאינה מספיקה לראות. בעזרת מצלמות משוכללות כאלו אפשר למשל ללמוד איך כלב שותה מים בעזרת לשונו:

או לראות מה קורה לקליעי אקדח כשיורים אותם על משטחים שונים, שחלקם חדירים וחלקם חסיני כדורים:

מהירות המצלמה תלויה במספר התמונות שהיא יכולה לקלוט בשנייה. הסרטון של כדורי האקדח צולם על ידי מערכת שיכולה לצלם כמיליון תמונות בשנייה. מהירות צילום כזו מאפשרת לנו לראות תהליכים שנמשכים כמה מיקרו-שניות, כמו התרסקות קליע האקדח כשהוא פוגע במשטח חסין.

חוקרים מהמכון הטכנולוגי של מסצוסטס (MIT) בארצות הברית הצליחו השנה לבנות מערכת צילום שמצלמת מאה מיליארד תמונות בשנייה! באופן תיאורטי קצב צילום כזה יכול לאפשר לנו לראות תהליכים סופר-מהירים שעין אנושית לא ראתה כמותם מעולם. מדובר בתהליכים שנמשכים עשרות פיקו-שניות, כלומר עשרות טריליוניות השנייה.

מבחינה מדעית המצלמה הזאת יכולה לשפוך אור על תהליכים שמתרחשים קרוב למהירות האור, כ-300 מיליון מטר בשנייה. ואם זה המצב, אז למה לא לצלם את האור עצמו? באופן מדהים, החוקרים אכן הצליחו לצלם את האור מתקדם במרחב במהירות גדולה פי מיליון מקליע אקדח!

פעימת אור פוגשת מראה במאה מיליארד תמונות בשנייה

פעימת אור עוברת בתווך נוזלי בתוך בקבוק

בצילומים כאלה אפשר לראות תהליכים שאמנם ידועים כבר שנים רבות, אך לא נראו בצורה כזו מעולם. הסרטון מראה בפועל את התקדמות האור לפי חוק סנל: ההחזרה של אור ממראה ושינוי הזווית ומהירות ההתקדמות של האור כשהוא עובר מחומר אחד לחומר אחד.

מערכת הצילום משתמשת במספר רב של גלאים, שכל אחד מהם מופעל בעיכוב זעיר לעומת זה שקדם לו, כך שאף על פי שכל גלאי בפני עצמו אינו מהיר במיוחד, יחד מקבלים קצב צילום מרהיב. הסנכרון של מערכת הגלאים עם זמני הפעלה עד כדי כך מדויקים מתאפשר על ידי מערכת בקרה אלקטרונית מתקדמת ותוכנה מתוחכמת, שיוצרים יחד מערכת צילום סופר מהירה.

אמנם לא מדובר במצלמה שכדאי לכל אחד מאיתנו לרכוש, אבל יש לה כמה שימושים חשובים. עד כה נהגו למדוד תופעות סופר-מהירות באמצעים עקיפים והסבירו אותם בעזרת תיאוריות פיסיקליות. כעת יכולים מדענים ממש לצלם תופעות כאלה ולהשוות את התמונות לתיאוריות שעד כה היו הדרך היחידה להבנתן.

מעבר לכך, רמת הפרדה דחוסה של הזמן כמו זאת שהמערכת מספקת יכולה לשפוך אור חדש על המחקר והפיתוח של חומרים באופן כללי, ובפרט על ההתנהגות שלהם במצבים קיצוניים כמו פיצוץ. המערכת יכולה לתעד בפרטי פרטים איך חומר מתמודד עם פיצוץ עז, האם הוא מתפרק ומהם שלבי ההתפרקות שלו, או איך הוא מצליח להתמודדת עם כמויות האנרגיה האדירות בלי להתפרק לרסיסים.

קשה לחזות מה יהיה השלב הבא וכמה מהר נדע לצלם בעתיד. אבל ייתכן שהצילום המהיר יאפשר לנו לחזות לראשונה בתופעות טבע ידועות ואולי אפילו לגלות תופעות חדשות שלא הכרנו עד כה. אפשר לומר שלרובנו אין צורך מיידי ויומיומי במצלמה שתוכל לעקוב אחרי אור, אבל אפשר לומר בוודאות שזה ממש ממש מגניב.

איתן אוקסנברג
דוקטורנט, המחלקה לחומרים ופני שטח
מכון ויצמן למדע



הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

  • This article has 8 comments
  • 14.07.15
אור, כימיה, צילום

תגובות

כיצד זה אפשרי?

הוגש ע"י כפיר ב־ש', 07.11.2015 , 20:10.

מכוון שמהירות האור קבועה בכל מערכת יחוס, הייתי מצפה שגם בצילום המהיר האור ינוע במהירות C ולכן לא נוכל ״להקפיא״ או ״להאט״ אותו.
כיצד עם כן זה יתכן? האין זה נוגד את תורת היחסות הפרטית?

  • השב
  • אשכול המלא

מהירות האור

הוגש ע"י איתן אוקסנברג ב־ג', 24.11.2015 , 09:16.

שלום כפיר,
אתה צודק. אנחנו אכן לא יכולים להקפיא או להאט את מהירות האור שכן לפי היחסות הפרטית האור הוא גודל קבוע שאינו ניתן לשינוי.
אבל מה שקורה בצילום מהיר הוא שנאספים המון תמונות בהפרשי זמן מאוד קצרים. מרגע שנאספו התמונות אנחנו יכולים לצפות בהן באיזה קצב שנרצה שכן הן רק תמונה כמו כל תמונה שצילמת בטלפון הנייד שלך.

  • השב

פעימת אור עוברת בתווך נוזלי בתוך בקבוק - לא אמין

הוגש ע"י דורון ב־ו', 17.07.2015 , 21:37.

איך יתכן שהבקבוק המצולם מואר לפני ובזמן שפעימת האור פוגעת בו. דווקא הסרטון הראשון נראה אמין. במהירויות כאלו לא יתכן אור כלל מלבד פעימת האור עצמה!

  • השב
  • אשכול המלא

תודה

הוגש ע"י רוני ב־ו', 17.07.2015 , 12:15.

בהחלט מראה אדיר, תודה ששיתפתם אותנו

  • השב
  • אשכול המלא

טעות בעברית

הוגש ע"י עמי זהבי ב־ד', 15.07.2015 , 20:22.

בכותרת לסרטון השלישי, פעימת האור עוברת בתווך נוזלי, לא בטווח נוזלי.

  • השב
  • אשכול המלא

תשובה

הוגש ע"י איתן אוקסנברג ב־ה', 16.07.2015 , 11:58.

צודק לחלוטין,
תודה.

  • השב

מדהים! תודה!

הוגש ע"י אודי ב־ג', 14.07.2015 , 19:09.
  • השב
  • אשכול המלא

תשובה

הוגש ע"י איתן אוקסנברג ב־ד', 15.07.2015 , 10:51.

אני מסכים, זה באמת מדהים

  • השב

פרסום תגובה חדשה

ערך מאפיין זה ישאר פרטי ולא יוצג באופן ציבורי.
Image CAPTCHA
נא הקלד את התווים הנראים בתמונה זו
הדפס
CodeOasis
  • דף הבית
  • אודות
  • תוכניות
  • דוידסון Online
  • גן המדע
  • פר"ח
  • תנאי שימוש
  • RSS
כל הזכויות שמורות למכון דוידסון לחינוך מדעי ליד מכון ויצמן למדע (ע"ר)