:: wikimiki.org ::

קרינה על סגולית

קרינה על סגולית

קרינת על-סגול, או קרינה אולטרה סגולה (ידועה גם כקרינת UV) היא קרינה אלקטרומגנטית בעלת אורך גל קצר מזה של אור נראה, אולם ארוך מזה של קרינת רנטגן רכה. פירוש השם "אולטרה סגול" הוא "מעבר לסגול" (ultra בלטינית - "מעבר"); סגול הוא הצבע בעל אורך הגל הקצר ביותר בטווח אורכי הגל של האור הנראה. חלק מאורכי הגל העל-סגולים נקראו בעבר "אור שחור", משום שאינם נראים לעין האנושית.

סוגי קרינת על-סגול

קרינת על-סגול נחלקת לעל-סגול קרוב (אורך גל של 380 עד 200 נאנומטר) ולעל-סגול קיצוני (200 עד 10 נאנומטר). כשדנים בהשפעת הקרינה העל-סגולה על בריאות האדם ועל הסביבה, טווח אורכי הגל בעל-סגול מחולקים לעיתים קרובות ל-UV-A (אורך גל של 380 עד 315 נאנומטר; נקרא גם "אור שחור" או UV גל ארוך), UV-B (אורך גל של 315 עד 280 נאנומטר; נקרא גם UV גל בינוני), ו-UV-C (מ-280 עד 10 נאנומטר; נקרא גם UV גל קצר או "קוטל חיידקים"). זכוכית רגילה היא שקופה לקרינת UV-A אולם אטומה לאורכי גל קצרים יותר. זכוכית קוורץ, בתלות באיכותה, עשויה להיות שקופה אפילו לאולטרה סגול קיצוני. השמש פולטת קרינה בתחומי UV-A, UV-B ו-UV-C, אולם בשל הספיגה בשכבת האוזון באטמוספירה, 99% מהקרינה העל-סגולה המגיעה לפני-השטח של כדור-הארץ היא UV-A. (חלק מתדרי ה-UV-C המגיעים מהשמש גורמים להווצרות האוזון).

השפעות על בריאות האדם

ככלל, קרינת UV-A היא הפחות מזיקה מהשלוש, אולם היא עשויה לתרום להזדקנות העור, נזק לדנ"א, ואף לסרטן העור. היא חודרת לעומק ואינה גורמת לכוויות שיזוף. סוברים שהיא הגורם העיקרי לקמטים בעור. משום שאינה גורמת להאדמת העור, לא ניתן למדוד אותה במדד SPF (מידת החסימה של קרם הגנה מפני שיזוף). לא קיימת בדיקה קלינית איכותית למידת חסימת קרינת UV-A, אולם חשוב להשתמש בקרם הגנה החוסם הן קרינת UV-A והן קרינת UV-B. קרינת UV-B עזה מסוכנת לעיניים, וחשיפה לה עשויה לגרום לפוטוקרטיטיס (דלקת עיניים שטחית אך כואבת). קרינות UV-A, UV-B ו-UV-C עשויות כולן לפגוע בחלבוני קולגן ובכך להאיץ את הזדקנות העור. לנורות טונגסטן-האלוגן גוף העשוי מקוורץ, ולא מזכוכית רגילה. נורות מסוג זה, אם אינן מסוננות בעזרת שכבה נוספת של זכוכית רגילה, הן מקור נפוץ, שימושי, אך לעיתים מסוכן של קרינת UV-B. קרינת UV-B היא גורם ידוע של סוגים מסוימים של סרטן עור. קרינה זו מייננת מולקולות דנ"א בתאי עור, וגורמת ליצירת קשרים קוולנטיים בין בסיסי תימין סמוכים, מה שמוביל בסופו של דבר לעוותים במבנה הסליל של הדנ"א, עיכוב בשכפול, פערים בדנ"א, ועוד. בעיות אלו עשויות לגרום למוטציות, שעלולות להוביל לגידול סרטני. ניתן לראות בקלות את ההשפעה המוטגנית של קרינת אולטרה סגול על תרביות חיידקים. קשר סרטני זה הוא הגורם לדאגה בקשר לחור באוזון. קרינת UV-C היא החזקה והמסוכנת שבשלושה. בעבר לא ניתנה תשומת-לב רבה לקרינת UV-C, משום שהיא מסוננת בדרך-כלל בשכבת האוזון ולא מגיעה לפני כדור-הארץ. כיום, דילול שכבת האוזון והחורים בה גורמים לדאגה גוברת באשר לחשיפה אפשרית לקרינת UV-C. כהגנה מפני אור על-סגול, הגוף (בהתאם לסוג העור) משתזף כשהוא נחשף לכמויות קטנות של קרינה, על-ידי שחרור של הפיגמנט החום מלנין. השיזוף עוזר לחסום חדירת קרני על-סגול ולמנוע נזק לרקמות עור רגישות ועמוקות יותר. קיימים תכשירי הגנה רבים החוסמים קרינה על-סגולה באופן חלקי. רוב המוצרים הללו כוללים "דירוג SPF", המציין את רמת ההגנה שהתכשיר מעניק. דירוג זה תקף רק להגנה מפני אור UV-B. בכל מקרה, מרבית רופאי העור ממליצים להמנע מחשיפה ארוכה לשמש. השפעה חיובית של אור על-סגול היא ייצור של ויטמין D בגוף. מחקר שנערך ב-2002 בידי ויליאם ב. גרנט [http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/91016211/ABSTRACT] מעלה את הטענה כי מקרי מוות מסרטן רבים נגרמים בשל מחסור בויטמין D הנובע מחשיפה לא מספיקה לקרינת UV-B. קרינת UV-B מהשמש או ע"י מנורות מיוחדות משפיעה לטובה על חולים במחלות פסוריאזיס, ויטיליגו, אטופיק דרמטיטיס, ליכנפלנוס (סוג של סרטן) ועוד מחלות. קיימות בעולם עשרות אלפי מרפאות UV-B והטיפול בהן מאושר ע"י משרד הבריאות ונמצא בסל הבריאות.

אסטרונומיה

באסטרונומיה, ידוע כי עצמים חמים מאוד מפיקים קרינה על-סגולה רבה. אולם אותה שכבת אוזון המגנה עלינו, מקשה על האסטרונומים לראות קרינה זו מעל פני כדור-הארץ. לפיכך מרבית התצפיות העל-סגולות נערכות מהחלל.

ראו גם

- חוק וין
- אסטרונומיה של על-סגול
- מצפה כוכבים בחלל

עולם החי

חיות רבות ושונות ניחנות ביכולת ראית על-סגול, ביניהם חרקים רבים. כך הדבורה, רואה בתחום העל-סגול הקרוב. פרחים רבים התלויים בחרקים להאבקה מנצלים עובדה זו, וצבועים בצבעי על-סגול עזים, המושכים את החרק אל אבקני הפרח. ישנם בעלי חיים המסוגלים לעקוב אחרי סימני על סגול שמותירים בעלי חיים אחרים ובאופן זה לצודם.

שימושים

לאור על-סגול שימושים רבים ושונים:

מנורות פלורוסנט

מנורות פלורוסנט מפיקות אור על-סגול על-ידי שחרור של גז כספית בלחץ נמוך. ציפוי זרחני על פנים המנורה בולע את האור העל-סגול והופך אותו לאור נראה. אורכי הגל העיקריים הנפלטים על-ידי הכספית הם בתחום של UV-C. חשיפה לא מוגנת של העור או העיניים למנורות כספית נטולות שכבת זרחן המשמשת להמרת הקרינה היא מסוכנת למדי. מרבית האור ממנורות כספית הוא באורכי גל לא רציפים. מקורות פרקטיים אחרים לאור על-סגול עם טווח פליטה רציף יותר כוללים מנורות קסנון (משמשות לעיתים לדימוי אור שמש), מנורות דאוטריום, מנורות כספית-קסנון, מנורות של תרכובות מתכת-הליד, ונורות ליבון מבוססות טונגסטן-הלוגן.

טיהור מי שתיה

אור על-סגול משמש לעיתים לטיהור מי שתיה ובמתקני טיהור מי שפכים. ד"ר ג'יימס ר. בולטון גילה כי אור על-סגול יכול לטפל בקריפטוספורידיום (חיידק העלול לגרום לזיהום מי שתיה ולמחלות מעיים).

בדיקת מחצבים

מנורות על-סגולות משמשות גם לבדיקת מחצבים, אבני חן, ועבודות "בילוש" אחרות כגון אימות פרטי אספנות שונים. חומרים שנראים דומה באור רגיל זוהרים לעיתים באופן שונה תחת אור על-סגול, כך שאור על-סגול יכול לשמש להבחנה בין חומרים שונים ולזיהוי זיופים. בתכונה זו נעשה שימוש גם בביוכימיה ובזיהוי פלילי.

סטריליזציה

אור על-סגול משמש לסטריליזציה של סביבות עבודה וכלים במעבדות ביולוגיה ובמתקנים רפואיים. עם זאת, שיטה זו משמשת רק כנדבך נוסף לשיטות סטריליזציה אחרות, שכן מיקרואורגניזמים שונים עשויים למצוא מפלט מפני האור על-סגול בסדקים קטנים או באזורים מוצלים.

פוטוליטוגרפיה

נעשה שימוש באור על-סגול בפוטוליטוגרפיה באיכות גבוהה בתהליך הייצור של מוליכים למחצה. פוטוליטוגרפיה זו משמשת לייצור מעגלים משולבים ומעגלים מודפסים.

ספקטרוסקופיה

אור על-סגול משמש גם בספקטרוסקופיה .

היסטוריה

זמן קצר לאחר שהתגלה האור התת-אדום, הפיזיקאי הגרמני יוהן וילהלם ריטר החל לחפש קרינה בקצה השני של הקשת, באורכי הגל הקצרים שמעבר לסגול. ב-1801 הוא השתמש בכלוריד כסף, חומר הרגיש לאור, כדי להראות שישנו אור בלתי-נראה מעבר לסגול. הוא קרא לאור זה "קרניים כימיות".

ראו גם

- תת אדום (אינפרה אדום)
- אור
- קרינה אלקטרומגנטית
- אסטרונומיה של על סגול קטגוריה:קרינה אלקטרומגנטית ja:紫外線 ms:Ultraungu simple:Ultraviolet

קרינה אלקטרומגנטית

קרינה אלקטרומגנטית היא הפרעה מחזורית הרמונית בשדה החשמלי והמגנטי, המתפשטת במרחב. הפרעה כזו נקראת גל אלקטרומגנטי. חזית הגל של הקרינה האלקטרומגנטית מתקדמת בריק במהירות קבועה, שהיא מהירות האור. לעיתים מתוארת הקרינה האלקטרומגנטית גם כזרם או שטף של חלקיקים, הנקראים פוטונים.

הספקטרום האלקטרומגנטי

תכונות הקרינה האלקטרומגנטית תלויים במידה רבה באורך הגל של הקרינה, או תדירות הקרינה, שהיא הערך ההופכי לאורך הגל. משום כך, נהוג לחלק את הספקטרום האלקטרומגנטי בחלוקה גסה, המפרידה בין סוגי קרינה בעלי תכונות שונות. חשוב להבין שאורך הגל הוא משתנה שיכול לקבל אינסוף ערכים רציפים, ולכן החלוקה לסוגים שונים של גלים נכונה רק באופן כללי, והגבולות בין הסוגים השונים הם גבולות מטושטשים למדי. הקרינה בעלת אורכי הגל הארוכים ביותר בספקטרום האלקטרומגנטי (והתדר הנמוך ביותר) נקראת גלי רדיו. גלים אלה, שאורכם יכול להגיע מעשרות סנטימטרים עד קילומטים רבים, משמשים אותנו רבות בתעשיות התקשורת הרבות בעולם המודרני, בעיקר בתקשורת למרחקים גדולים, כגון רדיו וטלויזיה. גלי המיקרו, הקצרים מהם רק במעט, משמשים אף הם לתקשורת, בטווחים הקצרים יותר, כגון תקשורת סלולרית ומכ"ם, אך גם לבישול. אורכם של גלים אלה נע בין מילימטרים ספורים לעשרות סנטימטרים. גלים קצרים יותר מאלה, נפלטים מגופים חמים, ונקראים גלי תת אדום (Infra-Red או IR בלעז). אורך הגל שלהם נע בין מיקרונים בודדים למילימטר. על ידי איתור קרני תת אדום, ניתן לאתר את מקומם של בעלי חיים, עקב טמפרטורת הגוף שלהם. מסיבה זו, בעלי חיים שונים, בעיקר טורפים, פיתחו רגישות לקרינת תת אדומה. בעולם המודרני קרינה תת אדומה משמשת לראיית לילה, לתקשורת בטווחים קצרים מאד (שלט רחוק ותקשורת אלחוטית בין מכשירים קרובים), וכן לתקשורת אופטית. האור הנראה הוא אותו תחום של קרינה אלקטרומגנטית הנקלט בעין האדם באופן טבעי. זהו תחום צר מאד של הספקטרום, הכולל גלים אלקטרומגנטיים באורכי גל שבין 0.4 מיקרון לבין 0.8 מיקרון בקירוב. המוח מפרש בצורה שונה אורכים שונים של גלים, וכך מתקבלים במוחינו צבעים שונים. בעלי חיים שונים רגישים לתחומים מעט שונים של הספקטרום, אם כי תחומי הרגישות של כל בעלי החיים מרוכזים פחות או יותר באזור זה של הספקטרום. בעלי חיים ליליים רבים רגישים לאורכי גל ארוכים מעט יותר, דבר המאפשר להם ראיה טרמית על ידי רגישות לתת אדום. חרקים רבים רגישים לאורכי גל קצרים מעט יותר, דבר המאפשר להם ראיה בתחום העל סגול. גם צמחים רגישים לקרינה אלקטרומגנטית בתחום הנראה ובעיקר לקרינה באורכי גל המתאימים לצבע הירוק, הנמצא בערך באמצע התחום הנראה. סביר להניח שאין זה מקרה שאורך הגל של הצבע הירוק הוא בעל העוצמה הגבוהה ביותר מתוך הספקטרום הנמדד על פני כדור הארץ (לאחר בליעת האטמוספירה). גלים אלקטרומגנטיים באורכים שבין 10 נאנומטר ועד 380 נאנומטר נקראים קרינת על סגול (Ultra violet או UV בלעז). קרינה זו נבלעת ברובה על ידי האטמוספירה, ובעיקר על ידי שכבת האוזון שבה. מכיוון שקרינה זו עשויה להסב נזקים בריאותיים שונים לבני אדם ובעלי חיים אחרים, התופעה של חור בשכבת האוזון היא תופעה מטרידה מאד ברמה עולמית. מאידך, שימוש מבוקר בקרינה זו מסייע לטיפול במחלות שונות. שימושים נוספים בקרינה על סגולה הם טיהור מי שתיה, בדיקת מחצבים, סטריליזציה של ציוד ביולוגי ועוד. בקצה הספקטרום נמצאות קרינת הרנטגן (אורך גל: 5 פיקומטר עד 10 ננומטר) הנקראת על שם הפיזיקאי שגילה אותה, וילהלם רנטגן, וקרינת הגמא (אורך גל של פחות מ-5 פיקומטר). אלה הן קרינות עוצמתיות מאד, המסוכנות לרוב היצורים החיים. קרינת הרנטגן, בשימוש מבוקר משמשת לצרכים רפואיים והנדסיים שונים.

היסטוריה

הראשון שגילה בפועל את קיומם של הגלים האלקטרומגנטיים, היה הפיזיקאי היהודי-גרמני היינריך הרץ (1857-1894), ועל שמו נקראת עד היום יחידת המידה של התדירות - הרץ. הרץ אחד שווה להופכי של שנייה אחת (אחד חלקי שניה), ומתאר גל שזמן המחזור שלו הוא שניה אחת. גל אלקטרומגנטי של הרץ אחד, הינו לפיכך גל שמשלים מחזור אחד בשניה אחת. מכיוון שחזית הגל מתקדמת במהירות האור, ניתן לחשב את אורך הגל בריק ולגלות שהוא שווה בקירוב ל-300,000 ק"מ. רוב הגלים האלקטרומגנטיים נמדדים ביחידות של קילו-הרץ (=1,000הרץ), מגה-הרץ (=1,000,000הרץ) וג'יגה-הרץ (=1,000,000,000הרץ). במאה ה-19 הפיזיקאי הבריטי ג'יימס קלרק מקסוול ניסח תאוריה המתארת את התנהגות הקרינה (למעשה הוא התייחס רק לאור שהיה מוכר בזמנו) שבמרכזה משוואות מקסוול המפורסמות ולפיה האור מורכב מגלים. בתחילת המאה ה-20 אלברט איינשטיין טען שהקרינה מורכבת דווקא מקוונטות המכונים פוטונים, לכל אחד מהם אנרגיה קבועה ביחס ישר לתדירות שלה. מכאן שכאשר התדירות קטנה (ואורך הגל מתארך)- האנרגיה יורדת. כמה שנים מאוחר יותר תורת הקוונטים "פישרה" בין איינשטיין למקסוול וקבעה את עקרון השניות לפיו ניתן לתאר את הקרינה האלקטרומגנטית (ובעצם כל חומר) הן כזרם של חלקיקים, והן כגלים.
קטגוריה:פיזיקה קטגוריה:חשמל אלקטרומגנטית
- קטגוריה:גלים

אור

האור הוא קרינה אלקטרומגנטית בעלת אורך גל הנראה לעין, או במובן רחב יותר, כל קרינה אלקטרומגנטית בטווח שבין התת־אדום לעל־סגול. שלושת המאפיינים העיקריים של האור (ושל כל קרינה אלקטרומגנטית) הם בהירות (או אמפליטודה, משרעת), צבע (או תדירות) וקיטוב (זווית התנודות). עקב דואליות הגל-חלקיק, האור מציג תכונות של גל והן של חלקיק, באותו זמן.

צבעים ואורכי גל

אורכי הגל השונים מתפרשים על ידי המוח האנושי כצבעים, מאדום באורכי הגל הגדולים ביותר (התדירות הנמוכה ביותר) ועד סגול באורכי הגל הקצרים ביותר (התדירות הגבוהה ביותר). התדירויות בספקטרום הנמצאות מיד מחוץ לטווח הראיה של העין האנושית נקראים על סגול (UV) בתדירות הגבוהה ותת אדום (IR) בתדירות הנמוכה. על אף שבני אדם לא יכולים לראות תת אדום, אנו כן יכולים לקלוט אותו בעור, כחום. מצלמות היכולות לקלוט תת אדום ולהמיר אותו לאור נראה נקראות מצלמות לראיית לילה. בני אדם אינם מגיבים כלל לקרינה על סגולה, אלא רק לאחר זמן רב, בצורה היכולה להתבטא בסרטן עור. ישנן חיות המסוגלות לראות אורכי גל שכאלה.

אורכי גל של אור נראה

סרטן עור האור הנראה הוא תחום בספקטרום, בין אורכי הגל של 400 ננומטרים ו־800 ננומטרים (באוויר). ניתן גם לחלק את האור על-פי תדירות. התדירות (f), המהירות (v), ואורך הגל (λ) מצייתים למשוואה: :

f = v/\lambda \,\!

מהירות האור

:למידע נוסף ראו מהירות האור

נוסחת מהירות האור

v = \lambda f  \,\!

, כאשר λ מייצגת את אורך הגל, f מייצגת את התדירות ו־v מייצגת את המהירות. אם האור נע בריק, אזי v = c, כלומר :

c = \lambda f  \,\!

, כאשר c מייצגת את מהירות האור. אנחנו יכולים לייצג את v כ- :

v = \frac \,\!

כאשר n היא קבוע הקשור לחומר דרכו נע האור.

שינויים במהירות האור

האור נע במהירות סופית. אפילו צופים שונים ימדדו תמיד את אותו הערך ל־c, מהירות האור: 299,792,458 מטרים לשנייה; אולם, כאשר אור נע דרך חומר שקוף, כמו אוויר, מים או זכוכית, מהירותו מואטת, והוא נשבר. מכיוון שכך, n = 1 בריק, ו־n > 1 בחומר.

רגישות לאור

- הצמחים רגישים לאור: העלים משתמשים באנרגיית השמש ליצירת חומרים חיוניים להם בדרך הפוטוסינתזה, וביניהם גם הצבען הירוק – כלורופיל. אם נצמיד פיסת נייר שחור לעלה חי ירוק למשך שבועות מספר היא תשאיר סימן ירוק-חיוור.
- הדפסה באור השמש: חומרי צבע וצבענים מסוימים, הנחשפים לאור-שמש ישיר, נוטים לדהות, וסוגי נייר מסוימים – מצהיבים. תוכלו לראות זאת אם תניחו עצם מסוים, עלה למשל, על פיסת עיתון בשמש. הנייר יצהיב, חוץ מאשר באותו אזור שהעצם הגן עליו מפני פעולת קרני השמש.
- שיזוף: עורנו רגיש לקרני השמש. גם הקרינה הנראית לעין וגם קרינה על-סגולה ממריצות את הפקתו של צבען כהה בעור, שהוא השיזוף. אזורים בעור המוסתרים מקרני השמש, למשל על-ידי שעון יד ורצועתו, נראים כאזורים בהירים יותר.

ראו גם

- אופטיקה
- האפקט הפוטואלקטרי
- פוטון קטגוריה:אופטיקה קטגוריה:אלקטרומגנטיות קטגוריה:פיזיקה ja:光 ko:빛 ms:Cahaya simple:Light th:แสง

קרני רנטגן

קרני רנטגן (או קרני X) הוא שמה של קרינה אלקטרומגנטית בעלת אורך גל בתחום 5 פיקומטר עד 10 ננומטר, הקרויה כך על שם הפיזיקאי שגילה אותה, וילהלם רנטגן.

הרקע לגילוי קרני רנטגן

בשנות החמישים של המאה ה-19 ערכו פיזיקאים גרמניים ניסוי בהעברת חשמל בריק. הם קבעו שתי לוחיות מתכת בשני קצותיה של שפופרת חתומה שנשאב ממנה כל האוויר. לאחר מכן חיברו את שני קצותיה של השפופרת לסוללה חשמלית ובקצה השפופרת הקרוב ללוח השלילי (קתודה) הופיע זוהר ירוק. ב-1886 כונתה תופעה זו על-ידי אויגן גולדשטיין בשם "קרני קתודה" . ב-1892 גילה פיליפ לנארד שהקרניים יכולות לעבור דרך לוח אלומיניום דק, עד לכשמונה ס"מ באוויר.

התגלית

פיליפ לנארד רנטגן גילה את קרני ה-X ב-8 בנובמבר 1895, בלי שהתכוון לכך. הוא עסק בבחינת שפופרת ריק במעבדתו. הוא 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 מסויימת, די גבוהה, הרי 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 ורנטגן תהה על מהותה של קרינה זו, שלא ידע מה פשרה, הוא קרא לה קרני X, וברבות הימים נקראה קרינה זו על שמו. רנטגן המשיך בניסוייו וגילה שהקרניים חודרות גם דרך גושי עץ, מתכת ואפילו בשר אדם. בצילום הראשון בקרני X רנטגן הניח את ידה של אשתו תחת המכשיר, ומכיוון שהעצמות והטבעת שעל ידה בלעו את הקרניים, חלקים אלה של לוח הצילום לא נחשפו ונותרו כהים. רנטגן לא ביקש פטנט על תגליתו, ולא היה מעורב בהמשך פיתוחה של טכנולוגית קרני X. ב-1901 קיבל על תגליתו את פרס נובל לפיזיקה. בשנת 1912 גילה מקס פון לווה את טיבן האמיתי של קרני רנטגן. לווה גילה שהקרניים נשברות כאשר הן עוברות דרך גביש. כך הוא הוכיח כי קרניי הרנטגן הן קרינה אלקטרומגנטית, הן דומות לאור, אבל אורכי הגל שלהן הרבה יותר קצרים (5 פיקומטר עד 10 ננומטר). קרני רנטגן נבלעות בקלות יחסית בחומרים בעלי צפיפות גבוהה ואטומים כבדים.

סנסציה מדעית

קרני רנטגן הפכו לסנסציה מדעית. נכתבו עליהן למעלה מאלף כתבות בעיתונות ומעל ל60 ספרים ומאמרים. מגזינים פופולריים הפיקו כתבות על "הקרניים החושפניות" והמליצו לנשים ללבוש בגדי עופרת כדי להגן על עצמן מחשיפה לעיני "סוטים המחזיקים בקרני X". היו גם ניסיונות לצלם תמונות רנטגן נעות, ואלה שלא ידעו על סכנת הקרינה נכוו קשות ואפילו נפגעו אנושות.

שימושים של קרני רנטגן

לקרינת רנטגן שימוש בתחומים רבים, אך בעיקר רבה חשיבותן בתחום הרפואה, בזכות יכולתן לצלם איברי גוף פנימיים לשם בדיקתם. ב-1896 רופאי השיניים החלו להשתמש בקרניים לצורך תצלומי שיניים, וכירורגים השתמשו בהם לצורך מציאת שברים בעצמות המטופלים. העצם בעלת ריכוז מינרלים גבוה בולעת את הקרניים ומתבלטת מתוך הבשר כשעוברים דרכה קרני הרנטגן. כיום ניתן לצלם בסוגים שונים של צילום גם אברים פנימיים אחרים חוץ מעצמות. כדי לצלם אברים כמו קיבה ומעיים, נותנים למטופל בבליעה חומר בעל אטומים כבדים יותר כמו בריום, ולצורך צילום אברים כמו כליות או לב, נותנים למטופל חומרים כמו יוד, בהזרקה. שימוש מדעי חשוב הוא בקריסטלוגרפיה, בה תמונות ההתאבכות של קרני רנטגן שמוקרנות על גבישים, משמשות לפענוח מבנה הגביש. שימוש אחר, שהזמן גרמו, הוא בדיקת מזוודות של נוסעים לפני עלותם למטוס, לגילוי מטעני נפץ. רנטגן קטגוריה:קרינה אלקטרומגנטית ja:X線 ko:X선 ms:Sinar-X

צבע

צבע הוא תחושה שנוצרת במוח בעת צפייה בעצמים שמוטל עליהם (או שהם פולטים) אור. המדע העוסק במדידת צבע נקרא קולורימטריה. קולורימטריה

צבעי החלק הנראה של הספקטרום

צבע	תחום אורכי גל	תחום תדירויות
אדום	740-625 נ"מ	480-405 טה"צ
כתום	625-590 נ"מ	510-480 טה"צ
צהוב	590-565 נ"מ	530-510 טה"צ
ירוק	565-500 נ"מ	600-530 טה"צ
תכלת	500-485 נ"מ	620-600 טה"צ
כחול	485-440 נ"מ	680-620 טה"צ
סגול	440-380 נ"מ	790-680 טה"צ
הספקטרום האופטי הרציף תמונה:Spectrum441pxWithnm.png תמונה זו תוצג בגוון מדויק על צגים בעלי תיקון גמא ל-1.5.
ספקטרום של צבעי מחשב תמונה:Computerspectrum.png את הצבע שבשורה העליונה ניתן לייצר על ידי חיבור שלושת צבעי יסוד בעוצמות המתוארות בשורות התחתונות<.

פיזיקה של צבע

תחושת הצבע הנתפסת איננה רק תכונה של העצם הנצפה עצמו. הצבע הנתפס על ידי המוח נקבע על ידי כמות ההארה שמגיעה אל העין בכל אורך גל בתחום הנראה. כמות הארה זו נקבעת על ידי מכפלה של שלושה גורמים: ספקטרום הפליטה של מקור האור, עקומת ההחזרה הספקטרלית של העצם. כאשר אור ממקור כלשהו פוגע בעצם, חלק מהקרינה האלקטרומגנטית נבלעת בעצם וחלקה מוחזרת ממנו. הבדלים פיזיקליים בין עצמים יכולים לגרום להם להחזרה שונה באורכי גל שונים, והבדלים אלה גורמים לנו לתחושת צבע שונה. העין מגיבה לכל אורך גל של אור באופן שונה על פי העקומה הפוטופית באור והעקומה הסקוטופית בחושך. התחושה הפסיכופיזית שנוצרת תלויה בספקטרום האור הנקלט וגם ברגישות העין לאורכי גל שונים של האור. על כן, למשל, יהיה צבעו של עצם שונה אם מסתכלים עליו תחת תאורות שונות, וכמו כן הוא יכול להתפס כשונה בעיני אנשים או בעלי חיים שונים. בדרך כלל כשמתייחסים לצבע של עצמים מתכוונים לצבע בתאורה "רגילה" (ולא, למשל, אור ירוק - שבו כל העצמים ייראו בגוונים ירקרקים) כשרואה אותם "צופה רגיל". מאחר שזוהי הגדרה רופפת למדי, ניתן במקרים רבים לשטות במוח (על ידי אשליה אופטית מסוימת) וליצור תחושת צבע מטעה. את התלות במקור האור או ברגישות הצופה ניתן לסלק רק על ידי שימוש במכשור מדויק שלא מסתפק בתחושת הצבע הסובייקטיבית אלא מודד את עקומת ההחזרה עצמה. האור הנראה הוא חלק קטן מספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית, ומאופיין באורכי גל שבין 400x10^-9 מטרים בקירוב ועד 700x10^-9 מטרים בקירוב. זהו התחום שרשתית העין רגישה אליו. תחום זה ניתן לחלק באופן גס לפי רגישות העין של האדם הממוצע לתחומי הצבעים שמשמאל. אורכי הגל מדודים בננומטר (נ"מ), ועל מנת להמירם למטרים יש להכפילם ב-10^-9). התדירויות נמדדות בטרה הרץ (טה"צ), שהם 10¹² הרץ. עצם שאינו מחזיר אור בתדירות שהעין קולטת יראה בצבע שחור. לא קיימים בטבע עצמים שלא מחזירים כלל אור בתחום הנראה אבל העין לא יכולה להבחין בהקרנה נמוכה מתחום מסויים שתחתיו העצם נראה שחור לחלוטין. "אור לבן" מורכב ממספר אורכי גל ביחס מסויים (שמשתנה בהתאם לתדרים השונים). עצם לא חייב להחזיר אור כדי להראות. כאשר מתבוננים דרך זכוכית צבעונית או נייר צלופן, האור הנראה הינו האור המועבר דרך החומר. חומר יכול גם לפלוט אור בעצמו: חומרים זרחניים, מנורות פלואורסנטיות, לייזר ונורות להט כולם פולטים אור משל עצמם, באמצעות מנגנונים שונים. נורת הלהט פולטת בעיקר קרינת גוף שחור - היא מתחממת לטמפרטורה מסויימת, אשר הצבע המאפיין אותה הוא צבע צהבהב. בה במידה, ברזל מלובן פולט צבע אדום כאשר הוא מתחיל להתחמם, מכיוון שהוא נמצא בטמפרטורה שבה עיקר הפליטה הוא באדום. רוב הקרינה מן השמש מגיעה מקרינת הגוף השחור שלה, אשר מרכזה נמצא בצבע הירוק. הלייזר ונורת הפלואורסנט פולטים שניהם אור בתחומי תדירויות צרים, אשר אינם קשורים לטמפרטורה שלהם אלא הם נובעים ממעברים אלקטרוניים בין רמות אנרגיה אטומיות בחומר.

תחושת הצבע אצל האדם

הרשתית האנושית מורכבת מחיישנים משני סוגים של תאים רגישים לאור: קנים ומדוכים. המדוכים הנם תאים פחוסים הרגישים לנוכחות אור ולשינויים בעוצמת האור. הקנים הנם תאים ארוכים הרגישים לצבע הנקלט אבל רגישים לאור נמוכה והם זקוקים לתאורה רבה יותר כדי ליצור תמונה. קיימים 3 סוגי קנים:
- תאים הרגישים לאור אדום.
- תאים הרגישים לאור ירוק.
- תאים הרגישים לאור צהוב. תחושת הצבע הנוצרת במוח היא שילוב של עוצמות החיווי של קנים בשלושת הצבעים השונים. מסיבה זו מוגדר הצבע כגודל תלת מימדי - ניתן לקבוע במדויק את תחושת הצבע אם קובעים את שלושת הערכים שמודדים הקנים השונים. הקושי בקביעה כזו הוא להגיע לכימות נייטרלי של גדלים אלה, כך שניתן יהיה להשוות תחושה של אדם אחד לאחר, בלי תלות בשום גורם. לצורך כימות זה קיימים תקנים רבים שמתעדכנים לעיתים קרובות.

שילובי צבעים

הביטוי הידוע שחור על גבי לבן משמעו הברור ביותר, כמו בדף לבן שבו מודפסות אותיות שחורות. חרף זאת, מניסויים שנעשו מתברר שהצירוף הבולט ביותר הוא דווקא # שחור על גבי צהוב, #ירוק על גבי לבן, #אדום על גבי לבן, #כחול על גבי לבן, #לבן על גבי כחול #(ורק אז) שחור על גבי לבן.

שימוש בצבעים במחשבים

במחשבים משתמשים בצבע כמעט תמיד בעיצוב אתרי אינטרנט וממשקים של תוכנות. בשפת HTML, ובמגוון יישומים נוספים מסמנים את הצבע על ידי שלושה מספים הקסדצימליים דו ספרתיים, המייצגים את כמות האור האדום, ירוק, וכחול בצבע. לעיתים נהוג להוסיף לפני קוד הצבע את הסימון סולמית (#) כמה צבעים לדוגמה:

ראו גם

- צבעים | עיוורון צבעים
- קטגוריה:ראייה ja:色 ko:색 simple:Color

עין

העין היא איבר המזהה גלי אור. כמעט לכל בעלי החיים יש עיניים. גם לאלה החיים דרך קבע בסביבות נטולות אור, כמו מעמקי הים או מחילות באדמה, יש עיניים, אולם לרוב הן פשוטות ומנוונות. לפי תיאורית האבולוציה, עיניים פרימיטיביות הופיעו עוד לפני התפתחות אורגניזמים רב־תאיים. בקדמת מושבות תאים מסוג כדורונים קיימים תאים בעלי פיגמנט רגיש לאור במיוחד, שכנראה שימש בתור סוג של עין. עיניים פשוטות ביותר מעבירות למוח מידע על מידת התאורה של הסביבה. עיניים מפותחות יותר מאפשרות לבעל החיים יכולת ראייה. לחרקים ולבעלי חיים אחרים יש עיניים המורכבות ממספר מבנים והתמונה שאותה הם רואים מורכבת חלקים חלקים (לא מספר תמונות כמו שנהוג לחשוב).

חלקי העין

ראייה
- הקרנית: זוהי שכבה שקופה ודקה. הבנויה מחמש שכבות. תפקידה לשבור ולאסוף את קרני האור הנכנסים לעין כדי שימוקדו על ידי העדשה ויפלו על הרשתית בצורה מושלמת. טיפולי לייזר לתיקון הראייה מבוצעים על הקרנית על־ידי שיופה. תפקוד הקרנית יכול להפגע ממחלת הקרטוקונוס.
- הקשתית: נמצאת מאחורי הקרנית. הקשתית הינה טבעת של שרירים, ובמרכזה נמצא חור האישון (הדומה לצמצם המצלמה). תפקיד הקשתית הוא לשלוט בכמות האור שנכנס לעין. היא עושה זאת על ידי התכווצות והתרפות - כשהקשתית מתכווצת האישון קטן, ולעין מגיעה כמות קטנה יותר של אור. הקשתית מקנה לעין את צבעה.
- האישון: כאמור, אישון העין הוא למעשה חור במרכז הקשתית המאפשר מעבר אור לכיוון הרשתית דרך העדשה. האישון מתכווץ ומתרחב בעזרת שרירים הנמצאים בקשתית כדי להתאים את כמות האור העוברת דרכו אל הרשתית. כאשר כמות האור קטנה - האישון מתרחב בניסיון לקלוט כמות גדולה יותר של קרני אור, וכאשר כמות האור גדולה - הוא מתכווץ. במצב נורמלי, האישונים בשתי העיניים מתרחבים ומתכווצים באותה מידה ובאותו זמן, וכאשר אינם עושים זאת הדבר מעיד בדרך כלל על בעיה. כאשר האישונים אינם נעים במקביל בו זמנית, נוצר מצב הנקרא פזילה.
- העדשה: נמצאת מאחורי הקשתית והאישון. העדשה בנויה שכבות שכבות בצורת בצל. היא יכולה לשנות את עובייה על ידי השרירים הריסניים, ובכך היא משנה את רמת השבירה של הקרניים (ככל שהיא פחוסה יותר ועבה יותר, השבירה גדולה יותר). כשאנו מסתכלים על אובייקט רחוק, מיקוד הקרניים בדרכן לרשתית נעשה בקרנית, ולכן העדשה יכולה להיות שטוחה. אך כאשר אנו מסתכלים על אובייקט קרוב, יש צורך בשבירה נוספת ומיקוד על ידי העדשה. מחלת עדשה שכיחה הינה הקטאראקט או עכירות העדשה.
- הרשתית: הרשתית נמצאת בחלק העמוק ביותר של העין. עליה מתרחשת ההמרה של גלי האור לזרמים חשמליים שמועברים למוח. ברשתית ישנם שני סוגים של פוטורצפטורים:
- קנים: ישנם כ־120 מיליון קנים ברשתית. אלו תאים ארוכים ודקים הפועלים בעיקר בלילה. הם נמצאים בעיקר בהיקף הרשתית, ופחות במרכזה. בתאים אלה אין המרה שלצבע ושל פרטים קטנים בשדה הראייה. והם פעילים יותר לזיהוי אור שחור/לבן. כמו כן, לוקח להם זמן להתרגל לשינויי אור.
- מדוכים: ישנם כ־6 מיליון מדוכים ברשתית. אלו תאים קצרים ושמנים הפעילים ביום, ונמצאים רק במרכז הרשתית (הנקרא גם Fovea). לתאים אלה תפיסה טובה של צבעים. הם רגישים ביותר לפרטים, ואינם רגישים לשינויי תאורה. נקודה מעניינת על הרשתית היא דיסקית הראייה. זוהי נקודה בה אין פוטורצפטורים כלל (לא קנים ולא מדוכים). הדבר יוצר כתם עיוור בשדה הראייה. המוח משלים את השדה בעזרת המידע שהוא מקבל משתי העיניים, וכך אנו רואים את שדה הראייה כרצף, ולא מבחינים בכתם העיוור. הדבר נובע מכך שמאזור זה יוצא עצב הראיה למוח.
- פוטורצפטורים - תאים רגישים לפוטונים. פגיעת פוטון בתא יוצרת שינוי כימי דינמי המשחרר אנרגיה ומתחיל תהליך של המרת אנרגיית הפוטון לפולס כימי/חשמלי עצבי.

פוביאה

הפוביאה, (שקע בלטינית) הינו המקום בו מתבצעת בפועל הראיה - האזור בו נופלת התמונה המתקבלת לאחר מיקודה על ידי הקרנית והעדשה. שטחו כמילימטר וחצי מרובע ובו מרוכזים התאים הרואים בצפיפות גבוהה. הפוטורצפטורים, הממירים את הפוטון האלקטרומגנטי לפולס חשמלי שהופך לאחר מכן למרכיב בתמונה הנראת. הפוביאה מכילה מעל רבע מיליון פוטורצפטורים וללא שכבות נוספות. לכן מקום זה דק ועדין מאוד ולפיכך נתון להפרעות ומחלות רשתית שונות.

מחלות רשתית שכיחות

- ARMD ניוון מרכזי בפוביאה.
- רטיניטיס פיגמנטוזה,
- קריעה וניתוק הרשתית: ישנם גורמים אחדים לכך: אסטיגמציה, סכרת, חבלה, הצטברות נוזלים מאחורי הרשתית, או כאשר בגיל הגבורה מצטמק נוזל הג'ל בעין ומושך איתו חלק מהרשתית. בחלק גדול של המקרים, למעט סכרת, ניתן לתקן כירורגית.
- לחץ תוך עיני גלאוקומה יוצר בעיות ראיה בלתי הפיכות.
- סכרת עלולה להביא לכדי עיוורון. במספר מחלות ניתן טיפול מניעתי חלקי בגלל רגישות המקום בלייזר מקריש, ולא בלייזר צורב כפי שהיה נהוג בעבר. ואשר יצר נזקי ראיה קשים על מנת לעצור דימומים.
- Lebers - ניוון חלקי של הפוטורצפטורים במקולה הגורם לאחוזי ראיה נמוכים ורגישות גבוהה לאור. מקורה במוטציה גנטית מולדת.

אופן פעולתה של העין

עקרון הפעולה של העין מכונה העיקרון הפוטוכימי. בתחתחית הפוטורצפטורים נמצאת הלמלה, ובה מספר רב של מולקולות רגישות לאור, מרביתן משתייכות לקבוצת החומרים הקרויים צבענים (או פוטו־פיגמנטים בלעז). פגיעה של פוטונים (חלקיקי אור) במולקולות אלו גורמת להן לשינויים כימיים הכרוכים בשחרור אנרגיה, ואלה אמורים לגרום לגירויים עצביים. בכל עין ישנם פוטורצפטורים המכונים "תאי אור" (On Cells), ופוטורצפטורים המכונים "תאי סגור" (Off Cells). תאים אלה הם בעצם תאי עצב (נוירונים), השונים משאר תאי העצב בגוף בעובדה שיש בהם גוף מיוחד ובו מספר שכבות של צבען הלוכד פוטונים. כשתאי האור קולטים פוטונים, הם פולטים אנרגיה המועברת בצורת דופק עצבי אל מרכז הראייה במערכת העצבים המרכזית. תאי הסגור, לעומת זאת, פולטים אנרגיה כל עוד ישנו חושך. אך כאשר פוגעת בהן קרן אור, הם מפסיקים לפלוט אנרגיה. בעזרת שני סוגי התאים, יכול המוח לייצר תמונה מאורגנת של אור וחושך על שדה הראייה. העין האנושית מעבירה למוח את התמונה במהופך דרך עצב הראייה והמוח הופך את התמונה למצב בו היא אמורה להיות.

ראו גם

- גוף האדם
- משקפיים
- ראייה
- דמעות בעיות ראייה:
- עיוורון
- עיוורון צבעים
- קוצר ראייה
- רוחק ראייה
- עין עצלה
- קטרקט
- ניסטיגמוס
- אסטיגמציה
- פזילה
- עוורון לילה
- קרטוקונוס קטגוריה:אנטומיה קטגוריה:ראייה ja:目 ms:Mata

זכוכית

זכוכית ללא תוספות היא חומר שקוף, חזק יחסית, עמיד לשחיקה ואדיש מבחינה כימית וביולוגית. את הזכוכית ניתן לעצב בקלות לגופים בעלי שטח פנים חלק ובלתי חדיר. תכונות אלו הופכות את הזכוכית לחומר בעל שימושים מגוונים. עם זאת, הזכוכית שבירה למדי ועשויה להתנפץ לרסיסים חדים. ניתן לשלוט בתכונות שונות של הזכוכית על-ידי הוספת מרכיבים שונים או טיפול בחום. ביולוגית הזכוכית הנפוצה ביותר בשימוש עשויה מצורן דו חמצני (SiO₂ ), אותה תרכובת הכימית המצוייה בקוורץ, או בצורתו הרב-גבישית, חול. זכוכית היא מוצק אמורפי אחיד, המיוצר על-פי רוב על ידי קירור מהיר של חומר צמיגי, כך שלסריג הגבישי אין די זמן להיווצר. ניתן ליצור זכוכית ממגוון רחב של חומרים, אולם רק מספר מצומצם של חומרים נמצא בשימוש. ישנה טענה שזכוכית איננה נופלת תחת הגדרת חומר מוצק, כי המולקולות שלה אינן מסודרות במבנה מחזורי. מאחר שהמולקולות שלה אינן מסודרות, אלא מפוזרות, היא דומה יותר לנוזל, ויש המכנים את אותה נוזל מוצק בעל צמיגות אינסופית. עדות שתומכת בגישה זו היא שתחתיתם של חלונות ישנים במקרים רבים עבה יותר מאשר חלקם העליון, מה שעשוי להצביע על "נזילת" הזכוכית מטה. עדויות אחרות סותרות זאת, למשל השתמרות כלי זכוכית בני אלפי שנים שאין בהם סימנים של "נזילה". בחצי השני של המאה ה-20 התרחב השימוש בזכוכית כחומר ליצירת המעטפת של בניינים, ובפרט למעטפת של מגדלי משרדים. המאה ה-20

התפתחות ייצור הזכוכית

במצרים העתיקה נתגלה שכאשר מבעירים מדורה על חול, מוצאים בה אח"כ לפעמים גושי זכוכית. הזכוכית הזו היא תרכובת שנוצרת מחימום של חול (שהוא ברובו תחמוצת צורן) ואפר של צמחי מים, שמכיל סודה. עד היום אפר וצורן הם המרכיבים העיקריים של זכוכית. עוד נתגלה שכאשר גושי הזכוכית חמים וצמיגיים ניתן לעצב אותם לצורות שמתקשות כשהזכוכית מתקררת. במצרים נמצאו ממצאים בני 6000 שנה שבהם הרכיבו ציפוי זכוכית על לחרוזי אבן. המצרים הקדמונים השתמשו בזכוכית לחפצי נוי וגם לכלים שימושיים. לפני 2000 שנים פיתחו אנשי צידון שיטה לייצור ולניפוח של זכוכית. הם טבלו את קצהו של צינור ברזל דק וארוך בעיסת זכוכית חמה, וניפחו את העיסה ע"י נשיפה לתוך קצהו השני של הצינור. כך נוצרה בועה של זכוכית רכה וחמה שניתן היה לעצב לצורות שונות (לפני שהתקררה). באופן זה הם יצרו כדים, ספלים ופחים שרבים מהם נשמרו עד היום. הצידונים גילו שניתן ליצור צורות שונות ומגוונות מזכוכית והירבו לקשט בטיפות זכוכית.

זכוכית רומית

הרומאים היו ידועים בעיצוב בזכוכית וייצרו אלפי בקבוקים ששימשו לאחסנת שמן ויין. כשנחרבה האימפריה הרומית כבר היה ייצור הזכוכית נפוץ. ברומא העתיקה שיכללו מאד את שיטות ייצור הזכוכית. במקום לנפח כל בועה ולתת לה צורה וע"י סיבוב והטיה של הצינור מצד לצד, המציאו הרומאים שיטה אחרת. הם נהגו להחדיר בועת זכוכית קטנה לתוך תבנית חלולה, ואז ניפחו את הבועה עד שהזכוכית נצמדה לדפנות הפנימיות של התבנית. בשלב זה שברו את התבנית החלולה והוציאו את כלי הזכוכית שנוצק בצורתה. מאוחר יותר שופרה השיטה: במקום להשתמש בתבנית (שכונתה "דפוס") שיש לשבור כדי להוציא מתוכה את כלי הזכוכית, הרומאים החלו להשתמש בכלי בעל שני חלקים - חיצוני ופנימי. שני חלקי הדפוס חוברו זה לזה ובועת זכוכית נופחה בתוך החלל שביניהם. לאחר המתנה שהזכוכית תתקרר ניתן היה להפריד את חלקי הדפוס (מבלי לשבור אותו) ולשחרר את כלי הזכוכית. בכלי שנוצר היה תפר במקום שבו חוברו חלקי הדפוס. בעזרת אבני ליטוש ניתן היה ללטש ולהסתיר את התפר. שימוש בדפוס ממספר חלקים גדול יותר איפשר יצירת צורות מורכבות. במשך כל תקופת ימי הביניים, פעלו בצפון אירופה מפעלי זכוכית קטנים ביערות, שייצרו זכוכית אשר קישטה את הכנסיות. במאה ה-14 סוג חדש של זכוכית החל להיות מקובל באירופה, הזכוכית הונציאנית.

זכוכית ונציאנית

זכוכית יוצרה בוונציה כבר מ-המאה ה-8. טכניקות ייצור זכוכית נחשבו לסוד מסחרי חשוב של העיר ועל אומני הזכוכית הרבים נאסר לעזוב את העיר כל ימי חייהם, כדי שסודות ייצור הזכוכית לא ייפלו בידי אחרים, וגילוי הסודות לזרים היה בגידה ברפובליקה, שדינה מוות. במאה ה-12, לאחר שבתי המלאכה לייצור זכוכית גרמו לשריפות מרובות, הוחלט על הוצאתם מהעיר. כדי לשמור על סודיות הועברו כל בתי המלאכה לאי הסמוך מורנו שאמני הזכוכית המפורסמים פועלים בו עד ימינו. הזכוכית הוונציאנית היתה חסרת צבע ביסודה, אך במאה ה-15 שבו לייצר זכוכיות צבעוניות שכינוה "קריסטלו" (בדולח). הזכוכית הוונציאנית היתה נוחה לעיבוד מכיוון שהתקררה והתקשתה מהר. במאה ה-16 ניצלו את יתרון הזכוכית הוונציאנית לייצור כלים מזכוכית דקיקה.

זכוכית מגולפת

בסוף המאה ה-17 לא היה ביקוש לזכוכית הוונציאנית הדקיקה —לציבור נדרשה זכוכית מוצקה וכבדה יותר. אומני הזכוכית מגרמניה ואנגליה הצליחו לייצר זכוכית עבה. האומנים הגרמנים ייצרו זכוכית שקופה ועבה וגילפו בה ציורים. באנגליה הצליחו לייצר זכוכית עבה מאד וממנה צרו גביעי שתייה כבדים. המגמה השתנתה ב-1745, אז הוטל מס לפי משקל הזכוכית ולכן החלו בייצור גביעים דקים יותר שהוזהבו ועוטרו. אחד מהעיטורים המרשימים בזכוכית האנגלית הוא החיתוך. כאשר חתכו את פני הזכוכית במישורים רבים וקטנים הם ניצנצו באור. החיתוך היה מקובל ונפוץ גם באירלנד. באמצע המאה ה-18 ייצאה אנגליה כמויות גדולות של זכוכית לאירופה. באמצע המאה ה-19 פסקה הפופולריות של חיתוך הזכוכית. באמצע המאה ה-19 פותחו מכונות לייצור כלי זכוכית. במכונות הראשונות הורכבו חלקי דפוס על מערכת צירים שהוצמדו זה לזה כשנפח הזכוכית דרך על דוושה. הנפח היה טובל צינור בזכוכית נוזלית ומכניס אותה לתוך הדפוס, כשחלקיו צמודים זה לזה. לאחר מכן היה נושף לתוך הצינור עד שחש התנגדות מסוימת, שהעידה שהזכוכית נצמדה לדפנות הדפוס. לאחר קירור הזכוכית היה הנפח דורך על הדוושה. חלקי הדפוס היו נפרדים זה מזה והזכוכית נשארה ביניהם. עם הזמן פיתחו דפוס עשוי מברזל חלול, מחובר לצינורות שמהם יכלו להזרים מים או אויר. בשיטה זו, הקירור המזורז חסך את ההמתנה לקירור הזכוכית. במשך המאה ה-19 פותחו סוגים שונים וחדשים של זכוכיות, כמו זכוכיות למעבדות, זכוכיות עמידות בטמפרטורה גבוהה ועוד. במקביל להתפתחות האסטרונומיה פותחו טכניקות לליטוש זכוכית לעדשות.

זכוכית מגוונת

בזכוכיות המגוונות השתמשו בעיקר לחלונות מצוירים (ויטראז'ים). מאז המאה ה-12 החלו לשבץ זכוכיות צבעוניות בחלונות כנסיות.

זכוכית בימינו

בימי קדם השתמשו בסיר חרס על מנת להרתיח את העיסה מעל מדורת עצים. כיום מרתיחים אותה במיכלים שמוסקים בסולר, גז, או חשמל. את העיסה מחממים תוך כדי בחישה ל-1.500 מעלות. כך מתקבלת זכוכית אחידה. מעיסת הזכוכית הנוזלית צרים את הצורות הרצויות ואז מצננים לאט כדי לשחרר את המתחים המכניים (אחרת מכה קלה יכולה לסדוק את הזכוכית ולשבור אותה). הצינון האיטי מתבצע כיום בתנורים ארוכים שהזכוכית עוברת דרכם באיטיות רבה, לפעמים במשך יום שלם. עם התפתחות הכימיה השתכלל ייצור הזכוכית וכיום מפיקים סוגים שונים של זכוכיות מתערובות של חול, סודה וסיד. זכוכית הקריסטל מכילה תוספת של עופרת. כדי ליצור זכוכית צבעונית מוסיפים כל מיני מלחי מתכות, למשל, על מנת לייצר זכוכית ירוקה מוסיפים לעיסה מלחי ברזל. אם רוצים ליצור זכוכית אדומה מוסיפים מלחי זהב בכמויות זעירות. עד לפני 150 שנים היו מייצרים זכוכית באופן ידני, אך כיום הייצור נעשה ע"י מכונות שתפוקתן גבוהה בהרבה. למשל, מכונה לניפוח מעטה זכוכית לנורת חשמל (בצורת אגס) מסוגלת לייצר אלף יחידות בדקה. הזכוכית מיוצרת כיום באופן ידני רק במקרים של יצירות אמנות או כלי מעבדה מיוחדים. זכוכית בידודית (double glazing) היא משטחים מורכבים ממשתי שכבות זכוכית. שביניהן גז יבש או חוסר אוויר (וואקום). מכיוון שקול אינו עובר בוואקום, הזכוכית הבידודית מבודדת את חלל הבית הפנימי מרעש חיצוני, וגם אינה מאפשרת לשמוע מבחוץ את הנאמר מעבר לה.

קישורים חיצוניים

- [http://news.nana.co.il/Article/?ArticleID=160596&sid=16 "איך עושים זכוכית?"] במדור בלדד השוחי. קטגוריה:חומרי גלם קטגוריה: המצאות ja:ガラス ms:Kaca simple:Glass th:กระจก

קוורץ

קוורץ הוא המינרל השני הנפוץ ביותר בקרום כדור הארץ.

היסטוריה

השם "קוורץ" מקורו במלה היוונית "קריסטלוס" שפרושה "קרח". קריסטלוס היא גם המקור לשמות הלועזיים לגביש (קריסטל) ולזכוכית בדולח. החוקר הרומאי פליניוס האמין כי הקוורץ הוא סוג של קרח קפוא לעד. תמיכה לדעה זו מצא בעובדה שגבישי קוורץ מצויים בהרי האלפים בקרבה לקרחונים ובמנהג לצנן ידיים בכדורים העשויים מקוורץ. פליניוס גם דיווח על היכולת של הקוורץ לשבור את האור הנראה לספקטרום. היה זה המחקר בקוורץ שערך הדני ניקולאס סטנו (נילס סטנסן) שסלל את הדרך למדע הקריסטלוגרפיה. הוא גילה שלא משנה עד כמה גביש הקוורץ מעוות, הזווית בין שני משטחים בחלק הארוך של הגביש תמיד 60°.

תכונות

הקוורץ שייך לקבוצת הסיליקטים (SiO₄) שהם הקבוצה החשובה ביותר בין המינרלים יוצרי הסלעים. בסיליקטים אטום הצורן מצוי במרכזה של פירמידה בעלת ארבעה קדקודים אותם מייצגים אטומי החמצן. מבנה הקרוי טטרהדרון (ביוונית ארבעה מישורים). הקשר הכימי בין הטטרהדרונים חייב להיות בין אטום חמצן בטטרהדרון אחד לאטום חמצן בטטרהדרון אחר. קיימות כמה אפשרויות מבנה בין הטטרהדרונים כתוצאה מכלל כזה והקוורץ מייצג את המבנה התלת־ממדי הקרוי טקטוסיליקט (טקטו ביוונית מבנה). במבנה סריג זה כל אטום חמצן משמש גשר בין שני טטרהדרונים, כלומר הוא משותף לשני אטומי צורן. מכאן נובעת הנוסחה הכימית של הקוורץ SiO₂. מבנה גביש הקוורץ הקסגונלי. צורת הגביש היא פריסמה משושה המסתיימת בפירמידה בת 6 צלעות, אם כי לרוב לא רואים צורה זו בטבע בשל עיוותים או משום שהגביש כה גדול שרק חלק מהצורה נחשף בדגימה שנחצבה. לעיתים גבישי קוורץ מסוגים מסוימים כדוגמת "אמאטיסט" גדלים מתוך הסלע ולכן רואים רק קצה אחד בצורת פירמידה. הקוורץ מופיע באחת מתופעות הטבע הקרויה "גאוד" (מיוונית, דמוי ארץ). כדור שקליפתו החיצונית אבן גיר וחלקו הפנימי החלול בדרך כלל מצופה בגבישי קוורץ.

סוגים

קוורץ הוא אחד המינרלים הנפוצים ביותר ולכן קיים מגוון מבלבל של שמות למינרל בצורותיו השונות. האבחנה החשובה ביותר בין סוגי קוורץ היא על פי גודל הגבישים: נראים בעין בלתי־מזוינת (macrocrystalline) או קטנים עד כדי כך שניתן לראותם במיקרוסקופ בלבד (microcrystalline או cryptocrystalline). חלקדון הוא השם הקיבוצי לכל סוגי הקוורץ שיש להם גבישים תת־מיקרוסקופיים. סוגי הקוורץ בעלי הגבישים הזעירים נוטים להיות שקופים למחצה עד אטומים, בעוד שסוגי הקוורץ בעלי גביש נראה לעין נוטים להיות שקופים. חלקדון אף שמקור רוב שמות סוגי הקורץ נבעו מצבעו של המינרל, שיטת השמות המדעית כיום מתייחסת למבנה המיקרוסקופי של המינרל. צבע הוא מציין משני לגבי מינרלים בעלי גבישים זעירים, אך הוא מציין עיקרי לקוורץ בעל גבישי גדולים. לא כל סוגי הקוורץ מצויים בטבע. פרסיוליט, מינרל בצבע זית, מופק באמצעות טיפול בחום. אף שניתן למצוא סיטרין בטבע, המינרל הנמכר בחנויות הוא בדרך כלל מלאכותי, תוצאה של טיפול בחום באמאטיסט. בשל העובדה שגבישי קוורץ נוצרים בטבע מחוברים אחד לשני, רוב הקוורץ בשימוש תעשייתי הוא מלאכותי. גבישי קוורץ גדולים, מושלמים ונפרדים האחד מהשני נוצרים באוטקלב בתהליך הידרותרמלי בדומה ליצירת אזמרגד מלאכותי.

סלעים המכילים קוורץ

קוורץ מצוי הן בסלעי יסוד כדוגמת הגרניט, סלעי משקע כדוגמת אבן הגיר וסלעים מותמרים כדוגמת שיסט. הקוורץ הוא המינרל האחרון בשורת בואן להתגבש (בטמפרטורה של כ-600°) כשמגמה מתמצקת ליצירת סלעי יסוד. מקובל לסווג סלע מגמתי בהתאם לכמות הקוורץ שבו. מעל 10% קוורץ הוא סלע חומצי. 0%-10% הוא סלע בינוני, הסלעים הבסיסיים והאולטרא בסיסיים אינם מכילים קוורץ. קוורץ נוצר בעורקים הידרותרמליים וכפגמטיטים (גבישי ענק). גבישים מושלמים עשויים להגיע לאורך של כמה מטרים ולמשקל של כמה מאות ק"ג. בליה של הפגמטיטים עשויה לחשוף כיסים נרחבים של גבישים הקרויים "קתדרלות".

שימושים

- זכוכית – חול קוורץ נקי הוא חומר הגלם לתעשיית הזכוכית.
- אבני חן – לחלק מצורות הקוורץ יש שימוש בתעשיית התכשיטים ובחנויות המיסטיקה המוכרות מינרלים.
- אלקטרוניקה – לחלק ממבני הגביש של הקוורץ יש תכונה פיזיואלקטרית (הפעלת לחץ גורמת ליצירת מתח חשמלי ולהפך). בתכונה זו נעשה שימוש ליצרית מתנדים במכשירים אלקטרוניים כדוגמת שעון־קוורץ ומכשירי רדיו.

קישורים חיצוניים

- [http://webmineral.com/data/Quartz.shtml קוורץ באתר webmineral] קטגוריה:מינרלים ja:石英 ko:석영

השמש

השמש

מידע כללי
מרחק ממוצע מכדור הארץ	ק"מ 150,000,000 (93,000,000 mi)
בהירות נראית (V)	−26.8^m
גודל מוחלט	4.8^m
תכונות פיזיקליות
קוטר	1,392,000 ק"מ
קוטר יחסי (d_S/d_E)	109
שטח הפנים	m²6.09 10¹² ק"מ²
נפח	1.41 × 10²⁷מטר³
מסה	ק"ג1.9891× 10³⁰
מסה יחסית לכדור הארץ	333,400
צפיפות	1.411 גרם/ס"מ³
צפיפות יחסית לכדה"א	0.26
צפיפות יחסית למים	1.409
כבידה על פני השטח	274 m s^-2
כבידה יחסית על פני השטח	27.9 g
מהירות המלטות	618 ק"מ/שנייה
טמפרטורה על פני השטח	5780 מעלות קלווין
טמפרטורת ההילה	5 × 10⁶קלווין
נהירות (L_S)	3.827 × 10²⁶ J s^-1
מאפייני המסלול
משך זמן ההסתובבות
בקו המשווה:	27d 6h 36m
; בקו רוחב:30°	28d 4h 48m
; בקו רוחב: 60°	30d 19h 12m
; בקו רוחב:75°	31d 19h 12m
זמן המחזור של האורביטה סביב המרכז הגלקטי	2.2 × 10⁸ שנים
הרכב הפוטוספרה
מימן	73.46 %
הליום	24.85 %
חמצן	0.77 %
פחמן	0.29 %
ברזל	0.16 %
נאון	0.12 %
חנקן	0.09 %
צורן	0.07 %
מגנזיום	0.05 %
גופרית	0.04 %

השמש היא לבה של מערכת השמש שלנו. נקראת בשפות אחרות גם בשם סול (Sol), בכדי להבדילה משמשות אחרות בגלקסיה.

מאפיינים פיזיים ואחרים

טמפרטורת פני השמש היא 6,000 מעלות קלווין ואילו במרכזה מגיעה הטמפרטורה לכ-14 מיליון מעלות. החום הרב השורר במרכזה מאפשר קיום תהליכים תרמו גרעיניים, ובפרט היתוך גרעיני, שהם מקור האנרגיה שלה. קוטרה של השמש הוא 1,392,000 קילומטר והיא יכולה להכיל בקירבה כמיליון כדורי ארץ. מסתה גדולה ממסת כדור הארץ פי 300,000 בקירוב והיא מהווה 99% מכלל המסה של מערכת השמש, והיא עשויה בעיקר מימן - 74%, והליום - 24%, היא מכילה גם חמצן, פחמן, חנקן, ניאון, ברזל, צורן, מגנזיום, גופרית ויסודות אחרים. השמש סובבת סביב צירה לא כגוף צפיד וזאת אנו למדים מכתמי השמש שהם תוצאה של פעילות מגנטית חזקה על פני השמש. צבעם כהה יותר מפני השמש בגלל הטמפרטורה הנמוכה שלהם יחסית לפני השמש. גילה המוערך של השמש הוא 4.5 מיליארד שנה. השמש נעה סביב במסלול בגלקסיית שביל החלב במרחק של כ-25 אלף עד 28 אלף שנות אור ממרכז הגלקסייה ומשלימה סיבוב בכ-226 מיליון שנים. כאשר אנו מסתכלים על השמש אנחנו רואים אותה במצבה, כפי שהיה לפני כ-8 דקות לערך. הסיבה לכך היא המרחק הגדול שבין כדור הארץ לשמש (כ-150,000,000 ק"מ, או 1 יחידה אסטרונומית), והעובדה שהאור נע במהירות סופית. לעתים מסתיר הירח את השמש מעיני צופים הנמצאים על כדור הארץ - תופעה זו קרויה ליקוי חמה, ובמשך דורות רבים הטילה אימה על האדם.

החלק החיצוני של השמש

החלק החיצוני של פני השמש הנראה לעינינו ושממנו נפלטת קרינת השמש לחלל הוא הפוטוספירה, שעוביה אינו עולה על כמה מאות קילומטרים. מעל הפוטוספירה מצויה האטמוספירה של השמש, צבעה כתום והיא מכונה כרומוספירה. מעבר לכרומוספירה מצויה שכבת מעבר שעובייה כ- 75,000 קילומטר ומעבר לה מצויה העטרה שאותה אנו רואים בשעת ליקוי חמה מלא.

כרומוספירה

הכרומוספירה היא שכבה המהווה את האטמוספירה התחתונה של השמש והיא בעלת צבע אדמדם. עובייה 3,000 ק"מ והיא לא נראית לעין הבלתי מזוינת, אלא רק בזמן ליקוי חמה. בשכבה זו מופיעות לשונות השמש.

עטרה

העטרה, הנקראת גם הילת השמש, מהווה את האטמוספירה העליונה של השמש. היא נראית רק בזמן ליקוי חמה. עובי ההילה אינו מוגדר והוא מתמזג עם רוח השמש. ההילה סימטרית כאשר פעילות השמש מינימלית, וגועשת כאשר פעילות השמש מקסימלית. טמפרטורת ההילה מגיעה לשני מיליון מעלות צלסיוס. בהילה ישנם אזורים שחורים (אזורי-X) הנקראים גם חורים בהילה. חורים אלה, גדולים בהרבה מכתם שמש ממוצע, ולכן משך חייהם ארוך יותר. החור "נסגר" תוך ארבעה חודשים והוא משלים סיבוב ב-27 ימי ארץ. מתוך החור זורם זרם חזק במיוחד של רוח שמש.

פוטוספירה

הפוטוספירה היא שכבה המהווה את פני השמש הנראים, ובה מתרחשות כל התופעות הנראות על השמש. הטמפרטורה השוררת בפוטוספירה היא 5,500 מעלות צלסיוס. פני השמש אינם חלקים אלא דמויי גרעיני חמנייה, הנוצרים מזרמי בועות הגז, העולים משכבת ההסעה ומעלות את הפוטונים אליה. הקצוות הכהים של הגרעינים הם גז שהצטנן, היורד חזרה לשכבת ההסעה. עובי הפוטוספירה הוא 550 ק"מ כולל.

ראו גם

- רוח השמש

קישורים חיצוניים

-
-
- [http://wise-obs.tau.ac.il/cgi-bin/yiftah/astropedia?The_Sun.html השמש] - באתר "אסטרופדיה" קטגוריה:אסטרונומיה קטגוריה:מערכת השמש als:Sonne ja:太陽 ko:태양 ms:Matahari simple:Sun th:ดวงอาทิตย์ zh-min-nan:Ji̍t-thâu

אטמוספירה

אטמוספירה היא שם כולל לכינוי שכבת גזים המקיפה גוף בעל מסה משמעותית. הגזים נמשכים אל הגוף בגלל כוח המשיכה שלו. גזים אטמוספריים נאבדים אל החלל כאשר מהירותן של מולקלות בודדות עוברת את מהירות הבריחה של הגוף. מפני שמולקלות גז בכל טמפרטורה שהיא זזות במהירויות שונות, כמעט תמיד תהיה "דליפה" כלשהי אל החלל. מולקלות קלות יותר נעות מהר יותר ביחס למולקלות כבדות בעלות אותה אנרגיה קינטית תרמית, ולכן גזים בעלי משקל מולקולרי נמוך נאבדים אל החלל יותר בתכיפות מאשר אלה בעלי משקל מולקולי גבוה.

האטמוספירה של כדור הארץ

משקלה בגובה פני האדמה יוצר את לחץ האוויר שתחתיו התפתחו כל יצורי היבשה. בגלל משיכת כדור הארץ, האטמוספרה סמיכה ביותר ליד הקרקע.
ככל שעולים לגובה רב יותר, היא דלילה יותר. בגובה של כמה מאות קילומטרים היא נמוגה אל החלל הריק.
האטמוספרה היא תערובת של גזים. חנקן וחמצן מהווים 99 אחוזים מהאטמוספרה. כמות החנקן גדולה פי 4 בערך מכמות החמצן. האחוז הנותר מכיל פחמן דו חמצני וגזים אצילים (שאינם פעילים מבחינה כימית), כגון ארגון, הליום וניאון. היחסים בין גזים השונים קבועים בדרך כלל.

ראו גם

אטמוספרה:
- מטאורולוגיה - מונחים
- אטמוספירת כדור הארץ
- ענק גז
- אוזון
- מדעי האטמוספירה קטגוריה:מטאורולוגיה

עור

העור הוא מעטפת גופם של בעלי חיים. העור, אשר מכסה כמעט את כל שטחו של הגוף ותופס 15% ממשקלו, הינו האיבר הגדול ביותר בגוף. העור משתייך למערכת הכסות (באנגלית: Integument), אשר כוללת גם את השיער, בלוטות הזיעה ואיברי החישה השונים שמצויים בעור. בנוסף מהווה העור לפי הגדרות רבות חלק ממערכת החיסון, שכן רבים מתאי הדם הלבנים אינם שוכנים כלל בדם אלא ברקמות השונות של העור. העור משתייך למערכת החיסון המולדת; פירוש הדבר הוא שהגנתו בפני זיהומים וכימיקלים מזיקים אינה ספציפית, אלא כללית, ונעשית ללא הבחנה. עוביו של העור משתנה בחלקי הגוף השונים. בכפות הרגליים, למשל, יכול עוביו להגיע לסנטימטר אחד, ואילו באזור המצח קטן עוביו ממילימטר.

תפקידי העור

מצח
- העור מווסת את טמפרטורת הגוף. פליטת חום נעשית על ידי בלוטות הזיעה וכלי הדם. בלוטות הזיעה גורמת לפליטת חום והתרחבות נימי הדם גורמת לאיבוד החום. כמו כן, השומן וכלי הדם הנמצאים בשכבות התחתונות של העור משמשים כמבודדי חום, ועוזרים לשמירת חום הגוף בסביבות קרות. אמצעי נוסף להתמודדות עם קור הוא השערות הצומחות מהעור. בסביבות קרות מזדקרות השערות, לוכדות בתוכן אוויר וגורמות להעלאת טמפרטורת העור והגוף. עורם של בעלי חיים רבים מכוסה בפרווה או בנוצות, אשר שומרות על טמפרטורת הגוף ביעילות רבה מאוד.
- העור משמש כאיבר תחושה חשוב. הוא מאבחן תחושת חום, קור, מגע, לחץ וכאב.
- העור משמש מאגר לחומרי מזון, כגון שומן, מים, סוכרים ומלחים.
- העור מגן על הרקמות שמתחתיו מפני פגיעה מכנית או התייבשות.
- כפי שצויין לעיל, מהווה העור חלק ממ