المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : كيف يعمل كل من الاجهزه الاتيه


K_A_K_A
07-23-2011, 07:27 PM
كيف يعمل جهاز الفاكس

http://www.hazemsakeek.com/QandA/Fax/Fax1.jpg

http://www.hazemsakeek.com/QandA/Fax/2006-08-25_00-59-38-084.png

وفي هذا المقال سنقوم بالقاء الضوء على فكرة عمل جهاز الفاكس وسيجد القارئ بعض التشابه مع اجهزة اخرى مثل طابعة الليزر والماسح الضوئي وماكنة تصوير المستندات.


الفكرة والنشأة
http://www.hazemsakeek.com/QandA/Fax/bain1847.gif

كلمة فاكس FAX جاءت من كلمة Facsimile اي عمل نسخة عن مستند وارساله عبر خطوط الهاتف إلى مكان اخر. ومخترع الفاكس هو العالم الاسكتلندي Alexander Bain في عام 1843 وحصل على براءة أختراع سجل بأسمه للفكرة البسيطة التي صممها والتي تتلخص في تعليق مجس في بندول ليقوم بمسح سطح معدني عليه صورة بمعالم بارزة وسجل تفاصيل الصورة. ولكن لم يتم ادخال هذا الاختراع للاستخدام في البريد والاتصالات مثل ما حدث مع جهاز التيليكس Telegraph الذي اخترعه العالم Samuel Morse بعد سبع سنوات من أختراع الفاكس. إلا ان جهاز التيليكس كان يعتمد على ارسال البيانات باستخدام اشارات موريس واصبح احد الخدمات المعتمدة في البريد والاتصالات لفترة من الزمن إلى ان حل محله جهاز الفاكس للمزايا العديدة التي لا تقارن بجهاز التيليكس الذي يتطلب معرفة باشارة موريس لترجمة الرسائل ولعدم قدرة جهاز التليكس من ارسال صورة طبق الاصل عن المستند الأصلي. إلا انه يجب الا ننكر ان Alexander Bain قام بتطوير جهازه باضافة فكرة عمل جهاز التيليكس إلى جهازه.



http://www.hazemsakeek.com/QandA/Fax/a_fax04.jpghttp://www.hazemsakeek.com/QandA/Fax/bakewell.jpg


صور لبعض اجهزة الفاكس الاولية


طرأت عدة تطورات على جهاز الفاكس اهمها ما قام به العالم Arthur Korn في عام 1902 في ادخال نظام الفوتوديود لتطوير عملية المسح ونقل البيانات ومن ثم قيام العالم Edouard Belin في عام 1914 بارسال بعض الصور لاسلاكيا من مكان لاخر، إلى ان تبنت شركة الاتصالات الامريكية AT&T تطوير تكنولوجيا عمل الفاكس عام 1924 واطلقت على المشروع اسم تكنولوجيا ارسال المستندات بالتلفون telephone facsimile technology وصممت جهاز اسمته telephotography machine اي جهاز ارسال الصور عن بعد وهو ما يعرف حالياً بالفاكس، وكانت اول استخدامات هذا الجهاز هو في ارسال الصور من موقع الحدث إلى مسافات بعيدة حيث دور الطباعة والنشر.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/Fax/2006-08-25_01-00-25-773.png

لمزيد من المعلومات عن نشأة جهاز الفاكس تجدها على الموقع

http://www.hffax.de/history/index.html
http://www.hffax.de/html/hauptteil_faxhistory.htm
فكرة عمل جهاز الفاكس القديم
اجهزة الفاكس القديمة تحتوي على اسطوانة Drum تدور حول محورها. ولارسال فاكس يتم تثبيت المستند على الاسطوانة ويقوم جهاز الفاكس بالعمليات التالية:
يتم تسليط ضوء ابيض ساطع على الورقة والضوء المنعكس عن الورقة يجمع بواسطة عدسة ليسقط على مجس ضوئي photo sensor مثبت على ذراع متحرك يمسح المستند من اليمين إلى اليسار بينما تدور الاسطوانة لتعرض باقي المستند للمسح الضوئي.
يستطيع المجس الضوئي التقاط بيانات المستند بدقة تصل إلى 0.25mm2، وحيث ان البيانات المسجلة على المستند أما صور أو نصوص فإنها عبارة عن مناطق بيضاء وأخرى سوداء، يتم تجميع هذه البيانات بواسطة الضوء المنعكس من المناطق البيضاء أما المناطق السوداء فلا ينعكس منها ضوء.


http://www.hazemsakeek.com/QandA/Fax/mufax.jpg


صورة جهاز فاكس قديم


http://www.hazemsakeek.com/QandA/Fax/2006-08-25_01-00-57-498.png

فكرة عمل جهاز الفاكس الحديث
تطورت فكرة عمل جهاز الفاكس كلياً بالتحول إلى العصر الرقمي وتطور تكنولوجيا الاتصالات فتحولت فكرة عمله من الفكرة التماثلية analog لتصبح فكرة عمله رقمية digital، واجهزة الفاكس الحديثة لا تحتوي على اسطوانة مما جعله يقوم بعمله بسرعة اكبر ودقة أعلى.
يتم تثبيت المستند على سطح زجاجي مثل ماكنة تصوير المستندات وبعض اجهزة الفاكس تحتوي على حاوية لتمكن من ادخال مستند تلو الآخر لتسهل عملية ارسال عدة مستندات تلقائياً.


http://www.hazemsakeek.com/QandA/Fax/Fax3.jpg

K_A_K_A
07-23-2011, 07:28 PM
التكمله
للفاكس


صورة جهاز فاكس حديث

يستخدم في مسح المستند بواسطة شريحة الكترونية CCD وهي المستخدمة في الكاميرات الرقمية والتي سبق شرحها، تحتوي شريحة الـ CCD على مصفوفة من الفوتوديود يصل عددها إلى 1728 مجس ضوئي (فوتوديود) اي ما يعادل 203 بكسيل لكل انش، وبهذا تتمكن الشريحة من مسح سطر كامل من المستند مرة واحدة بعد اضاءة المستند بمصباح فلورسنت. البيانات المستقبلة على شريحة الـ CCD تشفر encoded بطريقة خاصة ترسل عبر خطوط الهاتف ويتم فك التشفير بواسطة جهاز الفاكس المستقبل والذي يظهر المناطق السوداء على الورقة البيضاء.


كل اجهزة الفاكس اليوم تعرف رسمياً بـ CCITT (ITU-T) Group 3 Facsimile machine اي اجهزة المجموعة 3 و CCITT هي مؤسسة الاتصالات العالمية التي تحدد المقاييس العالمية للاتصالات وكل اجهزة الفاكس التابعة لهذه المجموعة تعكس عدة مواصفات هي:

<LI class=MsoNormal dir=rtl style="TEXT-JUSTIFY: kashida; COLOR: #333399; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%">الاتصال وتبادل المعلومات مع أجهزة نفس المجموعة Group 3. <LI class=MsoNormal dir=rtl style="TEXT-JUSTIFY: kashida; COLOR: #333399; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%">تصل الدقة الافقية إلى 203 بيكسل لكل انش. <LI class=MsoNormal dir=rtl style="TEXT-JUSTIFY: kashida; COLOR: #333399; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%">ثلاثة درجات من الدقة العمودية هي:

<LI class=MsoNormal dir=rtl style="TEXT-JUSTIFY: kashida; COLOR: #3366ff; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%">الدقة القياسية: أي 98 خط كل انش
الدقة العالية: أي 196 خط لكل انش
الدقة الفائقة: 391 خط لكل انش



سرعة تراسل البيانات يصل إلى 14400bps ويمكن ان تقل إلى 12000bps، 9600bps، 7200bps، 4800bps أو قد تصل إلى 2400bps حسب الخط الهاتفي وقيمة التشويش فيه.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/Fax/2006-08-25_00-52-21-086.png

ولتوضيح فكرة قراءة وتشفير البيانات دعنا نفترض ان المستند المراد ارساله عبر الفاكس يحتوي على النص الموضح في الشكل ادناه.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/Fax/2006-08-25_00-50-56-144.png
تستقبل شريحة الـ CCD البيانات الضوئية الناتجة عن انعكاس الضوء من خط محدد من المستند يسمى خط المسح ويظهر هنا باللون الأحمر. وتكون البيانات التي تنعكس إلى شريحة الــ CCD عبارة عن مجموعات من النقاط السوداء والبيضاء. تظهر في اسفل الشكل مستطيل يعكس البيانات التي حصلت عليها الشريحة والتي تقابل خط المسح، هذه البيانات تشفر وترسل عبر خطوط الهاتف بينما يتم مسح خط اخر من المستند وهكذا حتى تتم عملية مسح المستند بالكامل. ولا شكل ان تجميع بيانات خط المسح مرة واحدة وارسالها جعلت من عملية الفاكس اسرع.

ما هو حجم البيانات المرسل في كل مستند فاكس؟
يقوم المجس الضوئي CCD بالنظر إلى المناطق البيضاء والسوداء في المستند. وعليه فإن كل خط مسح يتم تخزين بياناته في 1728bits حجم مصفوفة الفوتوديود في شريحة الـ CCD. واذا افترضنا ان المستند يحتوي على 1145 خط فإن الحجم الكلي لبيانات المستند عبارة عن


1728 بكسيل لكل خط مسح x 1145 خط في المستند = تقريباً 2 مليون بت من المعلومات


ولتقليل حجم البيانات عند ارسالها فإن فاكس المجموعة 3 يقوم بضغط وتشفير هذه البيانات باستخدام ثلاثة طرق مختلفة تعرف بـ Modified Huffman (MH) و Modified Read (MR) و Modified Modified Read (MMR) .

تتلخص فكرة ضغط البيانات في تطبيق الغوريثم رياضي يقوم بعدم ارسال البيانات اذا كان خط المسح كله ابيض بالكامل مما يقلل من الحجم الكلي للمستند الذي يحتوي على مناطق بيضاء كثيرة حيث نلاحظ ان ارسال المستند اسرع كلما كانت مساحة المنطقة البيضاء اكبر بينما تحتاج عملية الارسال وقتاً اطول اذا كان المستند يحتوي صور.

استقبال الفاكس المرسل
تصل البيانات المرسلة من جهاز الفاكس عبر خطوط الهاتف الى جهاز الفاكس المستقبل. فيتم فك تشفير البيانات وفك الضغط وتجميع البيانات لتجهيزها للطباعة. وهناك عدة طرق لاخراج البيانات هي:
http://www.hazemsakeek.com/QandA/Fax/2006-08-25_01-01-47-520.png
طابعة الليزر Laser printer تستخدم بعض اجهزة الفاكس طابعة ليزر كجزء منها للحصول على المستند المستقبل.
جهاز الكمبيوتر وهذا في حالة تثبيت كرت فاكس مودم fax modem على جهاز الكمبيوتر فيتم تخزين البيانات المستقبلة في ذاكرة الكمبيوتر ويمكن تخزينها على شكل ملف وورد ويمكن طباعتها على اية طابعة متصلة مع الكمبيوتر.

لمزيد من المعلومات عن فكرة عمل جهاز الفاكس ينصح بزيارة المواقع المختارة التالية:
http://home.maine.rr.com/randylinscott/fax.htm
http://webopedia.internet.com/TERM/C/CCITT.html

K_A_K_A
07-23-2011, 07:29 PM
كيف يعمل فرن المايكروويف

في عصر السرعة والتطور التكنولوجي اصبح فرن الميكروويف ضرورة من الضروريات الملحة وربما لا يخلو بيت من فرن المايكروويف، وربما تتمنى كل ربة بيت اقتناءها مع جهازي التكييف والكومبيوتر في عصر يعطي الأولوية لما هو "أسرع".

http://www.hazemsakeek.com/QandA/microwave_oven/microwave.jpg
يعتبر الطهي بواسطة اشعة الميكروويف من تكنولوجيا القرن العشرين لما توفره من سرعة في تحضير الطعام أو تسخينه وكفائته العالية في توفير الطاقة المستخدمة في الافران التقليدية التي تعمل بالكهرباء أو الغاز حيث أنها تعمل على تسخين المواد الغذائية فقط دون غيرها. وتجدر الاشارة إلى أن هذه الاجهزة موجودة في كل بيت في امريكا وأوروبا وبدأت تنتشر عندنا، ولكن كثيراً ما دار التساؤل عن خطورة استخدام هذه الاجهزة على سلامة الانسان، وقبل الاجابة على هذا التساؤل يتوجب علينا شرح فكرة عمل فرن المايكروويف.

ما هي أشعة الميكروويف؟
اشعة المايكروويف هي جزء من الاشعة الكهرومغناطيسية ذات طول موجي طويل يقاس بالسنتمتر في المدى من 0.3 إلى 30 سنتمتر تنتج هذه الأشعة في الطبيعة عندما يمر تيار كهربي من خلال موصل وهي تشبه موجات التلفزيون والراديو والجوال. ولهذه الاشعة استخدامات عديدة منها في طهي الطعام وهو مايعرف بفرن المايكروويف Microwave oven كما تستخدم في الاتصالات ونقل المعلومات واجهزة الاستشعار عن بعد واجهزة الرادار ومن هنا فإن استخدامها في الطهي هو جزء بسيط من تطبيقاتها العملية العديدة،
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/microw.gif
http://www.hazemsakeek.com/QandA/microwave_oven/2006-11-02_10-01-32-914.png
فكرة عمل فرن المايكروويف
يستخدم فرن المايكروويف اشعة المايكروويف لتسخين الطعام الموضوع في داخل الفرن، وللعلم فإن اشعة المايكروويف هي أمواج راديو ذات ترددات 2500 ميجاهيرتز وهذه امواج الراديو عند هذا التردد تمتلك خاصية هامة هي:
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/microwve.jpg
الخاصية الأولى
أن أشعة المايكروويف تمتص بواسطة الماء والمواد الدهنية والمواد السكرية، وهذا يعني أن جزيئات تلك المواد التي تحتوي على الماد والدهون والسكريات تمتص هذه الاشعة من خلال ذرات وجزيئات تلك المواد وامتصاص هذه الاشعة (المايكروويف) تكسبها طاقة تجعلتا تتذبذب بدرجة كبيرة مما تتصادم مع بعضها البعض وتنتج حرارة التسخين اللازمة لطهيها.

الخاصية الثانية
أن المواد البلاستيكية بجميع انواعها والمواد الزجاجية والسيراميك والفخار لا تمتص أشعة المايكروويف ولا تتأثر بها، وهذا يعني أنها لن ترتفع درجة حرارتها، أما المواد المعدنية اللامعة مثل الالومنيوم فيعكس تلك الاشعة ولذا يحظر استخدامها داخ افران المايكروويف

تاريخ فرن الميكروويف وتصميم
http://www.hazemsakeek.com/QandA/microwave_oven/2006-11-02_10-02-06-182.png
التصميم الفني لفرن الميكروويف
يعتمد التصميم الفني للفرن على تركيبات متداخلة من الدوائر الكهربائية والأجهزة الميكانيكية لإنتاج وتنظيم الطاقة اللازمة لتسخين وطهي الطعام، وبصفة عامة فإن فرن الميكروويف يتكون من نظامين رئيسيين للتشغيل وهما: وحدة التحكم ووحدة إنتاج الفولط العالي.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/microwave_oven/2006-11-02_10-02-39-349.png

كيف يقوم فرن المايكروويف بالطهي
http://www.hazemsakeek.com/QandA/microwave_oven/2006-11-02_10-02-59-068.png

http://www.hazemsakeek.com/QandA/microwave_oven/cooktrky.gif

ومن هنا نستنتج من توضيح فكرة عمل فرن المايكروويف أن لا خطر من استخدامه حيث أن الاشعة المستخدمة هي أشعة الراديو التي تحيطنا والاشعة المنبعثة من الفرن لا تخرج إلى خارجه كما أن نظام الحماية يوقف هذه الاشعة بمجرد فتح باب الفرن.

K_A_K_A
07-23-2011, 07:30 PM
باقي الميكرويف
مشكلة البقع الساخنة وكيفية حلها
وجد عمليا ان الطهي بفرن الميكروويف يتنج عنه توزيع غير منتظم للحرارة على مساحة الفرن وهذا يعود إلى مايعرف بتكون البقع الساخنة Hot Spot والذي يعود إلى أن اشعة المايكروويف تنعكس على جدران الفرن مما تتسبب في تداخل بين الاشعة الساقطة والاشعة المنعكسة كما يحدث في أمواج الماء، هذه التداخلات تؤدي إلى تراكبات بناءة تكون عندها شدة الاشعة اكبر ما يمكن واخرى هدامة تكون عندها شدة الاشعة اصغر ما يمكن وهذا يسبب اختلاف توزيع الحرارة كما في الشكل.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/microwave_oven/microw3.gif
التداخل البناء والهدام في امواج الماء
http://www.hazemsakeek.com/QandA/microwave_oven/microw2.gif
التداخل البناء والهدام في امواج الميكروويف


والشكل التالي يوضح تأثير ذلك على طعام وضع في فرن ميكروويف ووزع بانتظام داخله وعند تشغيل الفرن لمدة من الزمن وجد أن بعض القطع وصلت الى درجة حرارة عالية وقطع اخرى لازالت باردة وهذا بسبب التداخلات التي تحدث في اشعة الميكروويف

http://www.hazemsakeek.com/QandA/microwave_oven/micrwave-oven-2.jpg

هذا يسبب عدم نضج بعض اجزاء الطعام داخل الفرن بينما اجزاء أخرى تنضج جيداً ولحل هذه المشكلة تم اضافة موتور لادارة الوعاء داخل المايكروويف باستمرار لضمان توزيع منتظم للحرارة على اجزاء الطعام.

حقائق حول فرن الميكروويف
http://www.hazemsakeek.com/QandA/microwave_oven/2006-11-02_10-03-22-331.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/microwave_oven/micrwave-oven-1.jpg
كما علمنا ان فرن الميكروويف يستخدم اشعاع الميكروويف التي تعمل على تسخين الطعام اولاً ثم قد تؤثر على العبوات او الصحون التي تحتوي على الطعام لذلك فإنه يجب التأكد من ان نوع اوعية واغلفة البلاستيك المستخدمة انها خاصة لاستخدام الميكروويف ولابد كذلك التأكد بعد عملية الطبخ بالميكروويف انه لا توجد أي رائحة او طعم حيث انك اذا شممت وشككت في وجود رائحة غريبة او طعم غريب يشبه البلاستيك فيجب التخلص من الغذاء وعدم اكله حيث ان الخطر من استخدام الميكروويف ان هناك احتمالات من هجرة مواد بلاستيكية الى الغذاء عند الطبخ والتسخين واحب ان اوضح ورغم المراقبة على انية واغلفة البلاستيك المستخدمة في الميكروويف إلا انه يجب علينا الحذر من استخدام الادوات والآنية البلاستيكية التي لم تعد لاستخدامات الميكروويف حيث انه ثبت خطورتها عند التسخين وخصوصاً مع وجود الدهون في الطعام التي لابد من استخدام درجة حرارة عالية لتسخينها تجعل وصول الحرارة الى الآنية والاغلفة. ورغم نجاح موجات الميكروويف في عملية التسخين والطبخ لسرعتها الفائقة واختزال وقت الطبخ بشكل سريع إلا ان استخدام اوان خاصة ضروري.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/microwave_oven/2006-11-02_10-03-46-155.png
أسئلة واستفسارات
هل استخدام المايكروويف يضر بالصحة أم لا؟ وإذا كان ضارا ماهي الية تفادي هذا الضرر؟؟
لا شك ان ربات البيوت يخشون من استخدام الميكروويف لاعتقادهن بانها اجهزة ضارة وان كلمة اشعة ميكروويف اسم غير مألوف، لذا اود ان اؤكد انه لا ضرر من استخدام اجهزة الميكروويف على ولا ضرر منها على الصحة لان اجهزة افران الميكروويف مصممة على ان تكون اشعة الميكرويف مركزة على الوعاء الداخلي للفرن والاشعة التي تنعكس يتم امتصاصها على الزجاج الداخلي للميكروويف وبالتالي لا تخرج ابدا من الجهاز وعند فتح باب الفرن يتوقف انتاج هذه الاشعة مباشرة وللعلم اجهزة الجوال تستخدم اشعة الميكيوويف في الاتصال وهي اشعة تحيط بنا من كل جانب ولكن في فرن الميكروويف تكون طاقتها اكبر بكثبر من تلك المستخدمة في شبكات الجوال.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/microwave_oven/2006-11-02_10-04-04-802.png
هل هناك فرق بين استخدام المايكروويف والفرن العادي؟
http://www.hazemsakeek.com/QandA/microwave_oven/2006-11-02_10-04-22-187.png

K_A_K_A
07-23-2011, 07:33 PM
ثالثا الطائه الاباتشاي

كيف تعمل طائرة الأباتشي Apache


تحدثنا في مقال سابق بعنوان كيف تعمل طائرة الهيليوكبتر والامكانيات العديدة لهذه الطائرة وكيف تطير وتحلق في الجو، أما في موضوعنا اليوم فسوف نتحدث عن الطراز الحربي لطائرة الهيليوكبتر والذي يعرف باسم طائرة الأباتشي Apache التي تعد الافضل تطوراً في منظومة الاسلحة الحربية والتي يمكن ان نطلق عليها اسم الدبابة الجوية التي تتحمل الظروف الجوية القاسية سواء بالليل او بالنهار، وذلك لما تحتويه من تقنيات عديدة جعلت منها المقاتلة الاكثر شراسة وخطورة على القوات البرية في المواجهات والمعارك الحربية.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/apache111.jpg

سوف نقوم بشرح مفصل لطائرة الاباتشي مع التركيز بالشرح على نظام الطيران ونظام الاسلحة ونظام المراقبة ونظام الدفاع فيها. وكل نظام من هذه الانظمة عبارة عن تكنولوجيا مستقلة بذاتها ولكنها تعمل مع بعضها البعض لتعطي قدرات هائلة لمقاتلة حربية خطيرة.


http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/2006-11-17_20-06-39-746.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/2006-11-17_20-08-36-945.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/apache2.jpg

المروحة الرئيسية مثبتة في اعلى الطائرة وتتكون من اربع شفرات بطول 6 امتار ويمكن لقائد الطائرة ان يتحكم في محور الدوارن وزاويته من خلال القاعدة الحاملة للمروحة ومن خلال التحكم في سرعة الدوران يمكن للطائرة الارتفاع او الهبوط او الثبات في الجو، كما يمكنه ان يجعل الطائرة تندفع للأمام أو تتحرك للخلف حسب زاوية مستوى الدوران مع سطح الارض. والشكل التالي يوضح القاعدة التي تتحكم في المروحة الرئيسية.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/apache-diagram.jpg


مخطط للأجزاء الرئيسية في طائرة الأباتشي
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/2006-11-17_20-09-00-508.png

K_A_K_A
07-23-2011, 07:34 PM
تكمله



صورة لطائرة اباتشي وقد تم تفكييك المروحة لتسهل عملية نقلها
وبهذا يمكننا القول ان طائرة الأباتشي هي عبارة عن طائرة هيليكوبتر ولكن مضاف إليها الكثير من الكماليات. والأن سوف ننتقل إلى نظام الاسلحة المتطور الذي نقل هذا الطائرة إلى مراتب متقدمة من الناحية التقنية.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/2006-11-17_20-06-23-513.png طائرة الأباتشي AH-64A هي إحدى منتجات شركة بوينغ، تعتبر طائرة الهجوم الرئيسية للجيش الأمريكي. فهي عبارة عن سلاح محمول جوا، ذات ردود افعال سريعة، بحيث تستطيع أن تهاجم من مسافات قريبة أو في العمق، بحيث تكون قادرة على التدمير، و الإخلال بقوات العدو. تم تصميم الأباتشي بحيث تكون قادرة على العمل ليلا و نهارا، و بجميع الظروف المناخية. و تستعمل الأباتشي عدة انواع من الأسلحة وهي على النحو التالي:



http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/ah156.jpg


صواريخ الجحيم HellFire
الهدف الرئيسي لطائرة الأباتشي في المعارك الحربية هو مهاجمة الدبابات والمدرعات، ولتحقيق ذلك فقد تم تزويدها بنظام اطلاق صواريخ متطورة جداً تسمى hellfire أو صواريخ الجحيم التي له القدرة على اختراق المدرعات وتدميرها. وكل صاروخ مزود بنظام كمبيتري خاص به للتحكم فيه وتوجيهه نحو الهدف.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/hellfire_03.jpg


صاروخ من نوع Hellfire اطلق من طائرة اباتشي في أحد التدريبات
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/2006-11-17_20-09-23-381.png
نظام توجه صوواريخ hellfire
صممت هذه الصواريخ لتكون موجه بواسطة اشعة الليزر حيث يقوم الطيار المسؤول عن المدفعية باطلاق شعاع ليزر باتجاه الهدف على الارض على شكل نبضات متقطع تعني اشارة مشفرة.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/longbowhellfire1.jpg
صاروخ Hellfire وتظهر اجنحة التوجيه
وقبل اطلاق الصاروخ فإن الكمبيوتر يعطي هذه الاشارات للصاروخ ويخزنها في ذاكرة كمبيوتر الصاروخ ليتم الاستجابة لها فقط، ويقوم الصاروخ من خلال مجس ضوئي بتتبع الاشارات الضوئية المنعكسة من سقوط نبضات اليزر على الهدف ويعمل كمبيوتر الصاروخ بحساب المسافة بينه وبين الهدف وتحديد المسار الذي سيسلكه للوصول الى الهدف، وذلك من خلال التحكم في الاجنحة المثبتة على جانبي الصاروخ عند الذيل، وذلك حتى يضمن ان يكون اصطدام الصاروخ بالهدف اصطدام عمودي ليكون له تأثير مباشر وقوي.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/apache-helicopter-4.jpg
صاروخ موجه بالليزر ينطلق في اتجاه الهدف

K_A_K_A
07-23-2011, 07:37 PM
تكمله


http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/2006-11-17_20-09-47-546.png
الصواريخ والمدفع الرشاش
بالاضافة الى صواريخ hellfire فإنه في بعض الاحيان يتم تثبيت صاروخين أخرين بدلاً من صاروخين من نوع hellfire ويسمى بصواريخ 2.75inch aerial وهذين الصاروخين يمكن اطلاقهم واحد تلو الأخر او اطلاق مجموعة من الصواريخ مرة واحدة حسب الغرض من ذلك.

على اليمين نشاهد قاذفة الصواريخ وبجانبه حاملة صواريخ Hellfire لطائرة اباتشي من طراز AH-64A
كما يمكن ان يكون رأس كل صاروخ يحتوي على مواد متفجرة وفي بعض الاحيان يكون داخل رأس الصاروخ مواد تعمل على اطلاق دخان كثيف بهدف التمويه والاختفاء، كما يمكن ان يثبت في الصاروخ صواريخ أخرى صغيرة الحجم تنفصل عن الصاروخ الرئيسي عندما تصل إلى هدفها.
وفي حالة قرب الطائرة من الهدف تصبح تلك الصواريخ عديمة الفائدة ولا جدوى من استخدامها فيعتمد الطيار المدفعي على مدفع رشاش اوتوماتيكي عيار 30mm مثبت اسفل الطائرة وفي مقدمتها، ويقوم الطيار المدفعي بتوجيه الرشاش في اتجاه الهدف باستخدام كمبيوتر متطور يتحكم في موقع الرشاش واتجاهة.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/apache19.jpg


المدفع الرشاش اسفل مقدمة الطائرة من طراز اباتشي AH-64A
ويتحكم في الرشاش الاوتوماتيكي ماتور كهربائي خاص يعمل على تحريك سلسلة الرصاص حركة دائرية لتمرير حزام الرصاص الذي يحمل 1200 رصاصة وتسحب كل رصاصة من الحزام بواسطة ميكانيكية خاصة شبيه بالمدفع الرشاش لتضع الرصاصة في المكان المخصص لاطلاقها ويستطيع الرشاش الاوتوماتيكي من اطلاق اطلاق 600 إلى 650 رصاصة في الدقيقة الواحدة.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/2006-11-17_20-10-12-202.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/apache-helicopter-46.jpg
كابينة القادة وفيها القسم الأمامي للمدفعي والقسم الخلفي لقائد الطائرة ونلاحظ ان القسم الخلفى مرتفع عن القسم الأمامي لكي يتكن قائدة الطائرة من الرؤية بوضوح.
تشبه طريقة قيادة طائرة الاباتشي قيادة الهيليكوبتر والتي تم شرحها في مقال سابق وتعتمد قيادة الاباتشي على اجهزة التحكم التي تعمل على السيطرة والتحكم في محور دوران المروحة الرئيسية والجانبية وكذلك سرعة دورانهما، بواسطة اجزاء ميكانيكية هدروكلوركية مدعمة بنظام توازن رقمي ليعمل بواسطة كمبيوتر ليساعد القائد في الحفاظ على توازن الاباتشي خاصة عند اطلاق القذائف. كما يمكن ان يقوم الكمبيوتر بالتحكم الكامل في الطيران والتحليق.

داخل كابين القيادة في طائرة الاباتشي
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/2006-11-17_20-10-34-273.png

طائرة اباتشي من طراز longbow ويظهر الرادار اعلى الطائرة
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/2006-11-17_20-10-49-155.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/apache-helicopter-47.jpg
صورة توضح المجسات المختلفة لطائرة الاباتشي

كما ان الطيار او المدفعي يمكنه توجيه الكاميرا في اي اتجاه بمجرد تحريك رأسه للنظر إلى منطقة او مشهد اخر فتتحرك الكاميرا المثبته على الاباتشي بنفس الاتجاه لتنقل ما يريد المدفعي مشاهدته عبرها.

صورة للخوذة التي يرتديها المدفعي ولاحظ العدسة المثبتة على العين اليمنى


افضل وسيلة لطائرة الاباتشي للحماية هو ان تكون بعيدة عن مرمى النيران، هذا بالاضافة الى امكانية الاباتشي ان تطير بقرب سطح الارض والاختفاء خلف اي جسم على الارض كلما كان ذلك ممكناً، كما انها مصممة للتخفي عن نظام رادار القوات المعادية باستخدام نظام تشويه يعمل على اخفاء وخداع راردار العدو فلا يمكن رصدها عبر الرادار.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/apache-helicopter-36.jpg
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/2006-11-17_20-11-13-690.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/apache/apache-helicopter-40.jpg
وفي النهاية فإن طائرة الاباتشي طائرة خطيرة جدا في المعارك بكل معنى الكلمة فهي طائرة تجمع القوة والشدة وسرعة الحركة.

لمزيد من المعلومات حول طائرة الاباتشي يمكنك عزيزي القارئ الاستعانة بالمواقع على الروابط التالية:
Jolly-Rogers.com: AH-64D "Longbow" Apache
http://www.jolly-rogers.com/airpower/ah-64d/64d-arm.htm
FAS Military Analysis Network: AH-64 Apache
http://www.fas.org/man/dod-101/sys/ac/ah-64.htm
AH-64A Apache Info Web Site
http://hometown.aol.com/ah64info/index.htm

b7b Masr
07-23-2011, 07:39 PM
مجهووووود متميييييييييز فى انظاار ابداعاتك القادمه الافضل والافضل كالعاده
مشكوووووووووووووووووووووووووور

K_A_K_A
07-23-2011, 07:41 PM
رابعا الطائره الهليكوبتر

كيف تعمل الطائرة العمودية "الهيليكوبتر"

http://www.hazemsakeek.com/QandA/Helicopters/2006-10-22_20-26-59-023.png

http://www.hazemsakeek.com/QandA/Helicopters/Bell-206L-USA.jpg



مقارنة بين وسائل النقل المعروفة
لفهم كيف تعمل طائرة الهيليوكبتر ولماذا فكرتها معقدة بعض الشيء، سنقوم بمقارنتها بوسائل النقل المختلفة مثل القطار والسيارة والطائرة. وسوف نعرف في النهاية لماذا تميزت الهيليوكبتر بمرونتها.
لنبدأ بوصف حركة القطار، فالقطار وسيلة نقل سهلة القيادة وذلك لانه يوجد فقط اتجاهين للحركة الاتجاه الامامي او الخلفي، يحتوي القطار على نظام ايقاف "فرامل" لايقاف القطار في الاتجاهين ولكن لا يحتوي على عجلة قيادة حيث ان حركة القطار محكومة بالقضبان الحديدية التي تغير اتجاه القطار تبعاً لتصميمها.


ولأن القطار يتحرك في اتجاهين فإن قائد القطار يمكنه السيطره عليه باستخدام يد واحدة فقط. أما في حالة السيارة فإنه تتحرك للأمام والخلف مع امكانية ان تغير مسارها لليمين واليسار في كلا الاتجاهين.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/Helicopters/2006-10-22_20-27-44-698.png
ولكن الطائرة لا تحتاج ان تتحرك للخلف ولهذا فإن الطائرة تتحرك في خمس اتجاهات في حين ان السيارة تتحرك في اربعة اتجاهات. إن المقدرة على الحركة للأعلى والاسفل يضيف بعد جديد للحركة يجعل الطائرة مختلفة تماماً عن السيارة. وللتحكم في الحركة للأعلى وللاسفل فإن الطائرة تزود بمقوض على شكل عصا الالعاب joystick تتحرك للامام والخلف ولليمين واليسار بدلا من عجلة القيادة الدائرية الثابتة التي تتحرك لليمين واليسار فقط. كما يوجد دواستين للتحكم في حركة ذيل الطائرة والعجلات. لذلك يستطيع قائد الطائرة التحليق بالطائرة والسيطرة عليها باستخدام يداً واحدة وقدمين.
ولكن في طائرة الهيليوكبتر فإنها تستطيع القيام بثلاثة اشياء اضافية لا توجد في الطائرة العادية وهذه هي:


<LI class=MsoNormal dir=rtl style="TEXT-JUSTIFY: kashida; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%">الهيليوكبتر تستطيع الرجوع للخلف <LI class=MsoNormal dir=rtl style="TEXT-JUSTIFY: kashida; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%">الهيليوكبتر تستطيع الدوران حول محورها في الجو
الهيليوكبتر تستطيع البقاء مكانها محلقة في الجو

http://www.hazemsakeek.com/QandA/Helicopters/2006-10-22_20-28-12-058.png
أجزاء الهيليوكبتر
تتكون الهيليكبتر من عدة أجزاء وهي موضحة في الشكل التخطيطي التالي:
http://www.hazemsakeek.com/QandA/Helicopters/DI27G2.jpg
أجزاء طائرة الهيليكوبتر
سوف نركز على أهم الاجزاء فيها بالشرح والتفصيل.
(1) المروحة الرئيسية
http://www.hazemsakeek.com/QandA/Helicopters/2006-10-22_20-28-41-490.png



شكل تخطيطي يوضح المروحةا الرئيسية ومروحة الذيل



(2) المروحة المضادة للازدواج



الحركة الانتقالية

لكي تتحرك الهيليكوبتر إلى الأمام فإنها تتحول نوعا ما إلى طائرة عادية، أي أنها تحدث ميلا إلى الأمام في المستوى الذي تدور فيه المروحة. وعندئذ، فإن المروحة الرئيسية تولد قوة شد إلى الإمام، مع استمرارها في المساعدة على توازن الهيليكوبتر .
وواضح أنه إذا مال مستوى الدوران إلى الخلف أو إلى أحد الجانبين فإن الهيليكوبتر تتحرك إلى الخلف أو إلى أحد الجانبين .
كما أنه يمكن تحريك الهيليكوبتر إلى الأمام، بتغيير معدل حركة شفرات المروحة الرئيسية ويتم هذا التغيير عن طريق رافعة تسمى " جهاز التحكم في الحركة الدوارة".
http://www.hazemsakeek.com/QandA/Helicopters/helicopter-rotor.jpg
مخطط توضيحي لتركيب أجزاء المروحة الرئيسية
http://www.hazemsakeek.com/QandA/Helicopters/2006-10-22_20-29-29-629.png

صورة للمروحة الرئيسية توضح الأذرع الختلفة التي تتحكم في تغير مستو دوران المروحة بالنسبة للمستوى الأفقي، كما تظهر في الصورة الطبقتين الثابتة والمتحركة

الهبوط

ما الذي يجب على قائد الهيليكوبتر أن يفعله ليهبط بها بعد أن تصل فوق هدفها؟ إن الأمر بسيط. كل ما عليه أن يفعله، هو تقليل قوة الحمل في المروحة الرئيسية .
ولكي يفعل ذلك، فإنه يعمل على تغيير معدل حركة شفرات المروحة . ومن الناحية العملية، فإنه يعدل بذلك زاوية اصطدام الشفرات بالهواء . وبهذه الطريقة تقل قوة الحمل، وإذا صارت هذه الأخيرة أقل من وزن الهيليكوبتر، هبطت هذه من تلقاء نفسها . فإن الهيليكوبتر تصعد إذا زادت قوة الحمل على وزنها، وتهبط إذا زاد وزنها على قوة الحمل وتظل ثابتة في الهواء إذا تساوت قوة الحمل مع وزنها . وتعود فنكرر أن قوة الحمل تتوقف على معدل حركة شفرات المروحة الرئيسية .
التحليق

يمكن ان يقوم الطيار بتثبيت الهيليوكبتر في الجو وذلك بالتحكم في سرعة دوران المروحة الرئيسية للوصول الى السرعة المطلوبة للحفاظ على توازنها في الجو وهذا يتطلب مهارة كبيرة من القائد.


استخدامات الهيليكوبتر

http://www.hazemsakeek.com/QandA/Helicopters/2006-10-22_20-29-49-578.png

مزايا الهيليكوبتر وعيوبها

إلى جانب ما للهيليكوبتر من مزايا رائعة فإن لها أيضا بعض العيوب ، في الوقت الحاضر على الأقل . فهي أولا جهاز دقيق معقد في تشغيله وصعب التوجيه .
وعلاوة على ذلك، فهي جهاز يتطلب محركا أقوى كثيرا مما يلزم لطائرة عادية تماثلها في الوزن والقدرة .
http://www.hazemsakeek.com/QandA/Helicopters/2006-10-22_20-30-17-438.png

K_A_K_A
07-23-2011, 07:43 PM
خامسا فكره عمل GPS
فكرة عمل نظام GPS

في العصور القديمة عندما كان مجموعة من الأشخاص يرغبون في الذهاب في رحلة استكشافية في مكان ما على الأرض لإإنهم كانوا يستخدموا احد افراد المنطقة كدليل ليرشدهم للطريق الصحيح هذا بالاضافة الى استخدام البوصلة لتحديد الاتجاهات ولكن ماذا لو فقد هذه الدليل وأختفى فكيف ستجد المجموعة الكشفية طريقها لابد أن الأمور ستصبح صعبة، كذلك لو افترضنا ان شخص حصل على قارب بحري وانطلق في البحر ولكن فجأة اكتشف أنه لا يعرف كيف يعود الى نقطة البداية فهو يحتاج الى من يرشده، فماذا لو كان مرشدك هذا هو مجموعة من الأقمار الصناعية التي تراقبك باستمرار من خلال جهاز استقبال هذا ما يعرف بنظام تحديد الموقع على الارض والمعروف باسم جهاز GPS.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-19-54-273.png
باقل من 100 دولار يمكنك الحصول على جهاز بحجم الجوال يخبرك بموضعك على الأرض في اي لحظة وفي اي مكان هذا الجهاز هو جهاز استقيال GPS والذي يعني نظام تحديد الموقع Global Positioning System.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-15-50-472.png
جهاز من شركة كومباك يستخدم نظام GPS لتحديد الموقع.

في هذه المقالة من تفسيرات فيزيائية سوف نقوم بالتعرف على فكرة عمل جهاز GPS والتعرف على مكوناته وفوائدة الهامة في حياتنا.
ما هو نظام GPS؟
http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-19-28-055.png
شبكة الأقمار الصناعية المتكاملة في نظام GPS
أنظمة تحديد الموقع Global Positioning System (GPS) هي عبارة عن منظومة من 27 قمر صناعي يدور حول الكرة الأرضية (فعليا 24 قمر صناعي مستخدم و3 اقمار أحتياطية تعمل في حالة تعطل اي من الأقمار الرئيسية). وأنظمة استقبال المعلومات من GPS تشبه اجهزة الجوال تستطيع تحديد موقعك بدقة في الابعاد الثلاثة على سطح الارض. ويكون هذا النظام فعالاً في حالة التواجد في الأماكن المكشوفة فتستخدم في الرحلات الاستكشافية وفي الملاحة الجوية والبحرية وفي التطبيقات العسكرية والتطبيقات المدنية.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-16-24-871.png
أحد الأقمار الصناعية العاملة في نظام GPS

فجهاز تحديد الموقع GPS يستخدم في الحروب الحديثة على سبيل المثال في حرب الخليج، هذا الجهاز جعل من الحرب وكأنها لعبة كمبيوتر يقوم فيها المهاجم بتحديد احداثيات الهدف بدقة ووالقذيفة الموجهة تعتمد على نظام GPS للوصول الى الهدف المحدد. فقد شاهدنا كيف يمكن مهاجمة أهداف معينة بدقة متناهية وكأن تلك القذائف ترى وتعرف ماذا تفعل.
فكرة عمل نظام الــــ GPS
http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-20-25-147.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-16-44-940.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-16-56-327.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-17-13-852.png
معلومة واحدة من شخص تعطي ابعاد كبيرة لمكان تواجدك على الارض.
معلومتان من شخصين تحدد مكانك بدقة اكثر.
ثلاث معلومات من ثلاث اشخص تعطي مكانك بالضبط.


وبهذه الفكرة تعمل الاقمار الثالثة لتحديد موقعك على سطح الأرض حيث يصنع كل قمر سطح كروي ومن تقاطعات هذه الأسطح مع سطح الكرة الأرضية يتم تحديد الموقع بدقة كبيرة.

تقاطع الاسطح الكروية عن الأقمار الصناعية الثالثة مع سطح الأرض يعطي نقطة هي المكان الموجود فيه جهاز الاستقبال GPS

كل قمر من الأقمار الــ 24 يرسل باستمرار على نفس التردد إشارة كهرومغناطيسية محملة على موجة ترددها 1575MHz كل قمر صناعى له شفرة معينة Code خاصة به ترسل مع الإشارة الحاملة وبالتالى يمكن لأى قمر صناعى يلتقط هذه الشفرة أن يحدد مكان وزمان تواجد هذا القمر.
أما المستقبل فهو جهاز في حجم راديو صغير يحتوى على دوائر إلكترونية معقدة يتحكم بها ميكروبروسسر Microprocessor متطور يقوم المستقبل بتحديد الموقع بإستخدام طريقتين مختلفتين الأولى تعتمد على إزاحة دوبلر Doppler Shift للاشارات الكهرومغناطيسية المرسلة من الأقمار الصناعية وهذه الإزاحة تكون ناتجة عن السرعة النسبية بين الأرض والأقمار الصناعية.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-21-31-102.png
إستخدامات نظام الــ GPSالحالية والمستقبلية.
كثيرون جدا الذين يستخدمون هذا النظام مثل البواخر الكبيرة وحتى القوارب الخاصة تستعين بالــ GPS لتحديد موقعها في البحار والمحيطات كذلك شركات النقل تستخدم هذا النظام لتحديد مواقع سياراتها فمثلا شركات السيارات الأجرة في أوربا تستخدم الـــ GPS حتى ترسل أقرب سيارة متواجدة بجوار صاحب الطلب.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-20-58-345.png وفي النهاية أتمنى أن أكون قد أوضحت فكرة تحديد الموقع بالأقمار الصناعية ومدى تأثيرها على حياتنا فى السنوات القادمة من حيث زيادة الكفاءة وتقليل المخاطر في جميع أنواع المواصلات وكذلك مراقبة كل التحركات على الأرض سواء كانت بشرية أو حتى تغيرات في الظروف المناخية أو حركة الزلازل.
لمزيد من المعلومات عن نظام تحديد الموقع GPS تجدها على هذه المواقع
http://www.trimble.com/gps/whygps.shtml
http://www.nasm.si.edu/exhibitions/gps/
http://electronics.howstuffworks.com/gps.htm

K_A_K_A
07-23-2011, 07:47 PM
سادسا كيف يعمل ال DVD
http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-09-16_15-13-01-898.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-09-16_15-11-19-942.png
لم يمض وقت طويل على انتشار اجهزة الفيديو واشرطة الـ VHS التي لا يخلو بيت منها حتى بدأت الأقراص المدمجة المعروفة باسم السي دي CD بالانتشار واصبحنا نمتلك العديد منها بالاضافة الى شراءنا لاجهزة تقوم بتشغيلها للاستمتاع بمشاهدة الافلام والاستماع الى الموسيقى ولكن اصبحت هذه التكنولوجيا قديمة واصبحنا نبحث عن الافضل في تكنولوجيا جديدة بتقنيات عالية تسمى مشغل اقراص الديفيدي DVD لتحل محل اشرطة الفيديو والسي دي، فما هي اقراص DVD وما هو الاختلاف بينها وبين السي دي CD وماذا اضافت عن اشرطة الفيديو؟ هذا ما سوف نقوم بشرحه في هذه المقالة.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-08-28_13-17-17-160.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-09-16_15-06-47-240.png


ونلخص الامكانيات التي يمكن ان يشملها قرص الـ DVD وهي

<LI class=MsoNormal dir=rtl style="TEXT-JUSTIFY: kashida; COLOR: navy; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%">فيلم يصل طوله لـ 135 دقيقة بجودة ونقاوة عالية جداً تصل إلى 720 نقطة كدقة افقية. <LI class=MsoNormal dir=rtl style="TEXT-JUSTIFY: kashida; COLOR: navy; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%">خمس قنوات صوتية لتعطي نظام سمعي يسمى بنظام 5.1 لاعطاء صوت مماثل لدور العرض السنمائية.
ترجمة بعدة لغات تصل إلى 32 لغة.
واذا ما قورنت السعة التخزينية للـ DVD بالسعة التخزينية للـ CD فانه يمكن تخزين ثماني ساعات من الصوت بجودة الصوت المخزن على الـ CD والذي لا يزيد عن ساعة واحدة
اما اذا ما قورن الـ DVD باشرطة الفيديو فإن للـ DVD عدة مزايا هي
http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-09-16_15-07-13-357.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-08-28_13-16-39-757.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-09-16_15-06-12-440.png

والسؤال الذي يطرح نفسه الآن هو كيف يمكن أن نحصل على سبعة أضعاف سعة القرص المدمج العادي CD، على قرص له الأبعاد ذاتها؟
ببساطة تكمن الفكرة في تصغير أبعاد العناصر المكونة للبيانات، ولتوضيح تلك الفكرة فإننا نحتاج الى فهم تركيب قرص الـ DVD وكيف تتم كتابة البيانات عليه وكيف تتم قرأتها،

يتكون قرص الـ DVD منعدة طبقات من البلاستيكبسمك إجمالي قدره 1.2 ممتعرفباسم polycarbonate وعلىهذهالطبقةيوجدطبقةرقيقةمنالألومنيوماللامعبسمك 1.25 نانومترمغطاةبطبقةحمايةمنمادة lacquer.ويمكن ان نحصل على قرص DVD بطبقة مفردة أو بطبقة مزدوجة كما هو موضح في الشكل مقاطع لتكوين قرص DVD.


http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-08-28_13-11-31-794.png


مكونات قرص الـ DVD بانواعه المختلفة والسعة التخزينية لكل قرص



http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-08-28_13-12-25-291.png

K_A_K_A
07-23-2011, 07:48 PM
التكمله
كل طبقة من طبقات قرص الـ DVD تحتوي على مسار حلزوني لتخزين البيانات ويبدأ هذا المسار من الداخل إلى الخارج. وبهذه الطريقة يمكن ان نحصل على قرص DVD بنصف قطر سمكه 12 سم اذا كان ذلك مطلوباً.




http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-08-28_13-12-59-930.png

وبالنظر تحتالمجهر الإلكتروني لتكبير سطح الـ DVD والتعرف علىشكلهذهالمساراتاللولبيةالتيتحتويعلىالبياناتنجدها تظهركمافيالشكلأدناهعلىصورةمرتفعات Bits عرضهالايتجاوز320 نانومتر وارتفاعها 120 نانومترويفصلبينالمساروالذي

يليه مسافة تبلغ 740 نانومتر وهذه مساحات متناهية في الصغر وللتوضيح أكثر نفترض أننا قمنا تحويل المسار اللولبي إلى مسار مستقيم سنحصل على شريط عرضه 320 نانومتر وطوله يتجاوز الـ 12 كيلومتر!! ولقراءة هذه المعلومات نحتاج إلى جهاز خاص هو جهاز الـ DVD player اي مشغل اقراص الديفيدي.
من الأرقام المتناهيه في الصغر نستنتج كم هي حجم البيانات الرقمية التي يمكن تخزينها على قرص DVD وهذا للنوع المكون من طبقة واحدة اما قرص الDVD المكون من طبقتين على وجهي الاسطوانة فإنه يمكن ان نصف طول المسار الحلزوني الذي تسجل عليه المعلومات بـ 48 كيلومتر!
http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-08-28_13-14-47-305.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-09-16_15-07-47-406.png

K_A_K_A
07-23-2011, 07:48 PM
التكمله

يمكن للانش الواحد من مسار قرص DVD، وعن طريق تقليص أبعاد تجاويف البيانات، أن تستوعب حوالي ضعف كمية البيانات، التي تستوعبها البوصة الواحدة من مسار قرص CD. ولكي نحصل على معدل نقل قريب من 600 كيلوبايت في الثانية، الذي نحتاجه للفيلم السينمائي، يجب أن يدور قرص DVD بشكل أسرع من دوران قرص CD القياسي.
وتقدم سواقات DVD-ROM معدلات أعلى لنقل البيانات، للاستخدامات المتعلقة بتطبيقات البيانات، فالسرعة الأحادية تبلغ 1.3 ميجابايت في الثانية، وتتوفر في الأسواق سواقات تعمل بضعف هذه السرعة.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-09-16_15-08-14-155.png
وفي الجدول التالي تلخيص للبيانات الخاصة قرص الـ CD وقرص DVD

قرص DVD



قرص CD



المواصفات



740 nanometers



1600 nanometers


المسافة بين المسارات

400 nanometers



830 nanometers


طول التجويف (Bit)

وفي الجدول التالي تلخيص للقدرة الاستيعابية لاقراص الـ DVD المختلفة
زمن تسجيل الفيديو

السعة



نسق قرص DVD



ساعتين



4.38 GB


طبقة واحدة / وجه واحد Single-sided/single-layer
اربع ساعات

7.95 GB


طبقتين / وجه واحد Single-sided/double-layer

اربع ساعات ونصف



8.75 GB


طبقة واحدة / وجهين Double-sided/single-layer

اكثر من 8 ساعات



15.9 GB


طبقتين / وجهيين Double-sided/double-layer

http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-08-28_13-14-11-844.png
يقومجهازمشغلأقراص DVD بالبحثعنالمعلوماتالمخزنةفيصورة Bits علىالمساراتاللولبيةسابقةالذكروقراءتهاوهذايتطلبدقةع الية. ويمكنتقسيممشغلاقراصالسيديإلىثلاثةاقسامرئيسيةهي:
الموتور:يقومبتدويرقرصالسيديوالتحكمبسرعتهالتيتتراوح من 200-500 دورةفيالدقيقة.
الليزروالعدسة: وهوالاداةالمستخدمةلقراءةالبياناتمنالقرص حيث تعمل العدسة على تركيز اشعة الليزر على القرص ويمتاز شعاع الليزر بقصر طوله الموجي (780 نانومتر) ليتمكن من قراءة البيانات الدقيقة على القرص.
الباحث: وهوالذييقومبتوجيهشعاعالليزرعلىالمساراتالمخصصةللبيا ناتبدقةفائقة.
كماتجدرالاشارةإلىأنمشغلالأقراصيحتويعلىقطعالكترونية تشكل كمبيوتر لتقومبتحويلالبياناتالمخزنةفيصورةرقمية Digital مشفرة إلىاشارةتناظريةAnalogue .


http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-09-16_15-08-42-005.png


http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-08-28_13-13-20-600.png

http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-09-16_15-09-05-509.png
نلاحظ في نهاية هذه المقالة كيف ان التطور السريع في التكنولوجيا من اشرطة الفيديو الى اقراص الCD ألى اقراص الـ DVD وقريباً سوف نسمع عن اقراص جديدة طورتها شركة سوني تسمى البلوراي Blu-Ray ذات قدرات تخزينية كبيرة جدأ سنأتي إلى شرحها في الوقت المناسب

K_A_K_A
07-23-2011, 07:50 PM
سابعا كاميرا الفديو

كيف تعمل كاميرا الفيديو
بدأت كاميرات الفيديو الشخصية في الانتشار منذ حوالي 20 عاماً وكانت باهظة الثمن وكان اقتناءها يقتصر على الهواة والمحترفين، و في يومنا هذا اصبحت كاميرات الفيديو في كل بيت تقريباً وان لم توجد واحدة فلا بد انك استخدامتها من خلال صديق أو قريب. تستخدم كاميرات الفيديو في تسجيل المناسبات السعيدة والرحلات السياحية حيث يمكنك تسجيل الصوت والصورة معاً وتعرضها على شاشات التلفزيون لتعيد ذكريات واحداث مرت، في حين أن كاميرات التصوير العادية تستخدم لالتقاط الصور الثابتة فقط حيث يتراوح سعر كاميرا الفيديو 300$ ويمكن ان يصل سعر بعض الانواع منها إلى 100000$.

في هذه المقالة من تفسيرات فيزيائية سوف نتعرف على كيف يمكن لجهاز بحجم الكف ان يقوم بالتقاط الصوت والصورة بضغطة زر واحدة، كما سنقوم بشرح الانواع العديدة من كاميرات الفيديو حتى لا نكون عرضة لاستغلال بائعيها فنحصل على النوع الذي نريد والذي يلبي احتياجاتنا.


أساسيات
http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/2006-08-21_18-27-39-961.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/camcorder1.jpg
كاميرا فيديو من النوع التناظري بعد ازالة الغطاء ونرى لوحة وحدة الفيديو ولوحة التحكم فيه

http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/camcorder2.jpg
وحدة الفيديو المثبت على الكاميرا ويظهر حاوية الشريط المستخدم للتسجيل

http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/camcorder3.jpg
وحدة النظام البصري لكاميرا الفيديو

وحدة المنظار viewfinder أي الباحث عن المشهد وهو القسم الثالث الذي يقوم باستقبال صورة الفيديو التي تقوم بتصويرها. والمنظار في الحقيقة هو عبارة عن تلفزيون ابيض واسود مصغر ثم تطور التصميم في بعض الكاميرات ليكون المنظار عبارة عن تلفزيون ملون وفي الكاميرات الحديثة يتم تثبت تلفزيون ملون من نوع LCD حيث يمكنك التصوير دون النظر في المنظار من خلال استخدام شاشة الـ LCD التي يمكن ان تتحرك في كل الاتجاهات مع ثبات باقي اقسام الكاميرا مما جعل التصوير بواسطتها اسهل.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/camcorder7.jpg
http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/2006-08-21_18-28-21-090.png

http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/lemelson.jpg
جيروم ليميلسون مخترع كاميرا الفيديو
سجل اول برائة اختراع لكاميرا الفيديو في العام 1980 بواسطة العالم المخترع جيروم ليميلسون Jerome Lemelson الذي توفي في عام 1997 وكان قد سجل اكثر من 500 براءة اختراع وهو مخترع جهاز الفيديو وجهاز قراءة الباركود وجهاز المسجل المحمول walkman. علما بأن مكتب تسجيل براءات الاختراعات في امريكا رفضت تسجيل فكرة عمل الفيديو لاعتقاد اللجنة بانه من المستحيل ان تتمكن اية شركة من تصنيع هذه الفكرة وتحويلها الى واقع.


في الجزء التالي سوف نقوم بشرح العنصر الرئيسي لكاميرا الفيديو وهو شريحة الـ CCD المستخدمة لتحويل الصورة إلى اشارة كهربية.

مثلما تقوم الكاميرا العادية بالتقاط الصورة وتجميعها على الفيلم فإن كاميرا الفيديو ايضا تقوم بالتقاط المشاهد (الصور المتتالية) من خلال مجموعة من العدسات. تعمل العدسات على تجميع الضوء المنعكس عن الجسم المراد تصويره -وبدلا من تجميعه على الفيلم- فإنه في كاميرا الفيديو يتم تجميعه على شريحة الكترونية تعرف بالـ CCD عبارة عن مجسات ضوئية (Sensors) تعتمد فكرة عملها على تحويل الضوء إلى شحنات كهربية.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/camcorder5.jpg

K_A_K_A
07-23-2011, 07:51 PM
تكمله

شريحة الـ CCD التي تقوم بتحويل البيانات الضوئية المستقبلة من النظام البصري إلى اشارة كهربية

الاسم العلمي للشريحة الالكترونية هو Charged Coupled Device وتختصر بـ (CCD) أو (العنصر مزدوج الشحنة).وتقوم بتحويل فوتونات الضوء إلى الكترونات. وتتكون شريحة الـ CCD من شبكة مصفوفات ثنائية الابعاد تحوي الملايين من المجسات الفوتوضوئية، وكل مجس يمثل عنصر الصورة الذي يسمى PIXEL وهي اختصار لكلمة Picture elements.


يقوم كل مجس بتحويل الضوء إلى الكترونات فكلما كانت كمية الضوء أكبر كلما كانت كمية الشحنة المتحررة (الإلكترونات) أكبر وعن طريق قراءة الشحنة المتراكمة في كل خلية بواسطة ميكروبروسيسور يتم إعادة بناء الصورة.


الجهاز مزدوج الشحنة (CCD):
هو شريحة إلكترونية مستخدمة من زمن يصل الى عشرون عاما وتسمى احيانا بالعين الالكترونية وكانت تستخدم في الانسان الالي وفي المراصد الفلكية وحديثاً تم استخدامها في كاميرا التصوير الفتوغرافي لتصبح الكاميرا معروفة باسم الكاميرا الرقمية.



http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/CCD.jpg
هذه صورة تشريحية لـ CCDوكيف تقوم بتحويل الضوء إلى الكترونات.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/2006-08-21_18-29-07-577.png



كيف تلتقط كاميرا الفيديو الألوان
تعتبر المجسات الضوئية في كاميرا الفيديو غير حساسة للألوان ولا يمكن أن تميزها، وذلك لأن فكرة عمل هذه المجسات هي قياس شدة الضوء وتحويله إلى شحنات كهربية. ولكي يتم التقاط الصورة بكامل ألوانها فانه لابد من استخدام مرشحات (filtering) للضوء بحيث يكون لكل لون من الألوان الأساسية مرشح خاص به، فمثلا المرشح الأحمر هو عبارة عن شريحة زجاجية ذات لون أحمر تسمح بدخول اللون الأحمر وتمنع باقي الألوان وكذلك بالنسبة للون الأزرق يستخدم مرشح أزرق ونفس الشيء بالنسبة للون الأخضر يستخدم مرشح أخضر، وبمجرد التقاط الكاميرا الصورة لأي مشهد فإنه يتم تحليل ألوان هذا المشهد إلى الألوان الأساسية الثلاث (الأخضر والأزرق والأحمر) ومن ثم يتم تجميعها للحصول على المشهد بكافة ألوانه.


عملية دمج الالوان الاساسية للحصول على عدة الوان

http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/2006-08-21_18-29-45-362.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/digital-camera-splitter.jpg
يوضح عملية تجزئة الصورة (يسار) عبر مجزئ الحزمة الضوئية (Beam Splitter)

من ميزات هذه الطريقة ان الكاميرات تلتقط كل لون من الالوان الثلاثة الاساسية على نفس الموضع على البكسيل المخصص على الـ CCD مما ينتج عنه دقة عالية في الألوان ووضوح الصورة، ولكن هذه الكاميرات تكون كبيرة الحجم نسبياً وباهظة الثمن.

أما الطريقة الاقتصادية والعملية والمستخدمة في التقاط الألوان الأساسية في كاميرات الفيديو الشخصية فتتمثل في تثبيت مرشح يسمى بمصفوفة مرشح الألوان Color Filtering Array على رقاقة الـ CCD.

واكثر انواع مصفوفة المرشحات استخداماً هو نموذج مرشح باير (Bayer Filter Pattern) ويتكون من عمودين متبادلين احدهما مكون من مرشح للون الاخضر والاحمر والعمود الاخر مرشح للون الاخضر والازرق ونلاحظ هنا وجود الكثير من البكسل الخضراء مقارنة بالازرق والاحمر وذلك لان العين البشرية لا تكون حساسيتها متساوية بالنسبة للالوان الثلاث الاساسية فالكثير من اللون الاخضر يجعل الصورة تبدو للعين وكأنها حقيقية.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/digital-camera-bayer.jpg
Bayer Filter


من محاسن هذه الطريقة اننا نحتاج لشريحة CCD واحدة ويتم التقاط الالوان (احمر، اخضر، ازرق) في نفس اللحظة. وهذا يعني ان الكاميرا ستكون اصغر وارخص وعملية في كثير من الاحيان.
تستخدم الكاميرات لوغاريثمات خاصة تسمى (Demosaicing Algorithm) تعمل على معالجة المعلومات الواردة من مخرج المرشحات والتي تكون في شكل فسيفساء ملونة للصورة الملتقطة وحساب الالوان الحقيقة من متوسط قيم البكسيل المحيطة لإعطاء اللون الحقيقي للصورة.
لعلك تلاحظ أن المبدأ الأساسي لفكرة عمل كاميرات الفيديو يشابهة فكرة عمل الكاميرات الرقمية من حيث اعتمادهما على شريحة الـ CCD. ولكن كاميرا الفيديو تقوم بتصوير فيديو مكون من عدة مشاهد متتابعة في الثانية وليس صور واحدة ثابتة.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/2006-08-21_18-30-16-877.png

العدسات

كما ذكر سابقاً بأن العدسات هي الخطوة الاولي لتصوير الفيديو حيث تقوم العدسات بتجميع الضوء عن الجسم وتركيزه على شريحة الـ CCD. ولعل البعض منا لا زال يزكر صعوبة انتاج فلم فيديو بدقة عالية خصوصا وان تلك الكاميرات في السابق لم تكن مزودة بنظام التركيز الاتوماتيكي مما كان يتطلب من المصور ان يحرك العدسات باستمرار كلما تغير المشهد للحصول على افضل تركيز قبل الضغط على زر التسجيل للحصول على افضل وضوح للصورة. اما الكاميرات الحديثة فكلها مزودة بنظام التركيز الاوتوماتيكي autofocus.

نظام التركيز الاوتوماتيكي autofocus
يستخدم نظام التركيز الاتوماتيكي مصدراً من ضوء الاشعة تحت الحمراء يصدر تلقائيا من الكاميرا ويوجه على الجسم المراد تصويره وترتد الاشعة تحت الحمراء إلى الكاميرا حيث تسقط على عدة مجس حساس للضوء.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/camcorder-focus.jpg


http://www.hazemsakeek.com/QandA/camcorder/camcorder6.jpg
Infrared autofocus mechanism

K_A_K_A
07-23-2011, 07:58 PM
ثامنا الامواج فوق الصوتيه وتطبيقها في الطب

فكرة عمل الأمواج فوق
الصوتية (Ultrasound) وتطبيقاتها

نسمع كثيرا عن استخدام الامواج فوق الصوتية في تصوير الجنين في رحم الام وهو في مراحل تكوينه وفي مرات أخرى نسمع عن استخدام الامواج فوق الصوتية في تفتيت الحصى دون إجراء العمليات الجراحية كما تستخدم الامواج فوق الصوتية في قياس سرعة تدفق الدم في الاوردة للاطمئنان على سلامة القلب. وتعد استخدامات الامواج فوق الصوتية في مجال الطب من الاساسيات التقنية للتشخيص دون اجراء العمليات الجراحية.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/ultrasound/ATL-Ultrasound-machine.jpg

وفي هذه المقالة العلمية سنحاول القاء الضوء على الأمواج الفوق صوتية وكيف تعمل الأجهزة الطبية المستخدمة في التشخيص المعتمدة على الامواج فوق الصوتية.

نبذة تاريخية لتطور اجهزة الامواج فوق الصوتية الالتراساوند
بدأت اول الابحاث في الموجات الصوتية منذ عام 1822 عندما سعى عالم الفيزياء (دانيل كولادين) السويسري الأصل لحساب سرعة الصوت عن طريق جرسه المائي في مياه بحيرة (جنيفا). والتي ادت لوضع ( نظرية الصوت ) في عام 1877 بجهود العالم ( لورد ريليه ) والتي شرحت الأساسيات الفيزيائية لموجات الصوت وانتقاله وارتداده. وتوالت الأبحاث تباعاً حتى كان تصميم أول نظام رادار صوتي والمعروف باسم (Sonar) في الولايات المتحدة عام 1914 لأغراض الملاحة البحرية ولتحديد أماكن المارينز الألماني في الحرب العالمية الأولى. ولم توظف الموجات فوق الصوتية لخدمة الأغراض الطبية حتى بداية الأربعينات على يد دكتور الأعصاب النمساوي (كارل ثيودو) والذي يعتبر أول طبيب استخدم الموجات فوق الصوتية في التشخيص الطبي وقد واجه في ذلك صعوبات بسبب امتصاص عظام الجمجمة لمعظم طاقة الموجات فوق الصوتية.
وبعد حصيلة جهود مكثفة للفيزيائيين والمهندسين الميكانيكيين والكهربائيين والبيولوجيين بالتعاون مع الأطباء ومبرمجي الكمبيوتر والباحثين ودعم الحكومات ابتدأ التشخيص بالموجات فوق الصوتية ليأخذ محله في عيادات الأعصاب والقلب والعيون ولتتطور الموجات منA-Mode محدودة الاستخدام الى B-Mode والتي سعى العالم (دوغلاس هوري) كفني أشعة لاستغلالها في التشخيص لقدرتها على اختراق الأنسجة بهدف الدراسة التشريحية لأعضاء الجسم في جامعة (كولورادو) في دنغر بالتعاون مع زميله أخصائي الكلى (جوزيف هوملس) والذي بدوره تبنى الأبحاث الطبية على هذا الصعيد وقام بتوجيهها وبتعاون العلماء والمهندسين (بيلز و بوساكوني) كان أول جهاز ألتراساوند ثنائي الأبعاد يعمل بنظام B-Mode عام 1951. وتوالت الأجهزة التي تعمل في هذا النظام الا أنها جميعا كانت كبيرة الحجم وعلى المريض أن ينغمس كليا أو جزئيا في الماء في وضعية السكون لفترة زمنية طويلة الأمر الذي جعله غير عملي ويستحيل وجوده في عيادات الاختصاص.
وفي أواخر عام 1955 بدأ العالم بتطوير هذه الأجهزة لتصبح أكثر حساسية وأقل حجما وأكثر سهولة في طريقة الفحص حتى توصلوا للذراع المعدني المتحرك والذي يوضع على المكان المخصص للفحص.
ومع الثمانينات حدثت ثورة حقيقية في عالم الموجات فوق الصوتية وهي ما يسمى ( Real time scanner ) أي التصوير الحي ( ثنائي الأبعادB-Mode ) والذي عن طريقه تم التعرف على حياة الجنين الفعلية, وحركاته, وتصرفاته, ونبضات القلب, والتنفس في رحم الأم. وكان أول جهاز فعال في هذا المجال عام 1985 في ألمانيا , وكانت الثمانينات هي ميدان التنافس للشركات المصنعة لأجهزة الالتراساوند لتقديم أدق الصور وأوضحها. وهكذا اتضحت معالم علم جديد في تخصص النسائية والتوليد ( تشخيص وسلامة الجنين) .
وبعد هذه المراحل العريقة في تاريخ الموجات فوق الصوتية وبعد ثورات العلم المتأججة على كل صعيد ومتطلبات العصر المتجددة غدت أجهزة الالتراساوند الثنائية الأبعاد غير مرضية- بالرغم من كل النجاح الذي حققته- وتوجه العلماء نحو البعد الثالث للحصول على صور حية مجسمة لما يحدث في جسم الانسان. وفي اليابان في جامعة طوكيو كان أول تقرير حول نظام الأبعاد الثلاثية ( الطول, العرض, العمق أو الارتفاع ) عام 1984 وأول محاولة ناجحة في الحصول على صورة جنين ثلاثية الأبعاد من صورة ثنائية الأبعاد عن طريق الكمبيوتر كانت عام 1986.
وبعد تطوير أجهزة التراساوند مستقلة ثلاثية الأبعاد كانت المشكلة في الفترة الزمنية التي يستغرقها التقاط كل مقطع حيث تتجاوز العشر دقائق وهو ما يستحيل معه العمل سواء للطبيب المعالج أو المريض وبالتالي يستحيل معه التسويق. ومع الجهود المكثفة والتطوير المستمر كان أول جهاز التراساوند ثلاثي الأبعاد يأخذ محلا تجاريا في الأسواق في عام 1989 في النمسا واستمر العالم وخصوصا في اليابان, والنمسا, وبريطانيا, وكندا وحتى الصين في دفع عجلة التطور هذه حتى بدأت الأبحاث حول رباعي الأبعاد في لندن عام 1996 عندما بزغت فكرة التصوير ثلاثي الأبعاد الحي وليكون للبعد الرابع وهو البعد الزمني, دوره في إعطاء صورة حقيقية حيّة بأسلوب عملي, وما كان ذلك ليكون لولا التطورات الهائلة في علم الكمبيوتر والسرعة الهائلة في إجراء العمليات الحاسوبية, ومن هنا كانت قصة البداية.

ماهي الامواج فوق الصوتية؟
الالتراساوند هي تكنولوجيا تستخدم الامواج فوق الصوتية في التصوير الطبي وتستخدم امواج صوتية ذات ترددات اكبر 20 كيلو هرتز اي اكبر من الترددات التي تسمعها اذن الانسان وتعتمد فكرة عمل تلك الاجهزة الطبية على الامواج الفوق صوتية التي تسقط على الجسم وتنعكس عنه مثل ما يقوم الخفاش الذي يطير في الليل مستعينا بالامواج الفوق صوتية التي يحدثها لتسقط على الاجسام امامه وتنعكس عنها ويسمعها فيحدد مساره دون الحاجة الى حاسة الابصار لليستدل على الطريق ولذلك يستطيع الطيران في الليل. كما تستخدم الحيتان في البحر الامواج فوق الصوتية وتستخدمها الغواصات البحرية كجهاز رادار يعمل في اعماق المحيطات لكشف العواصات المعادية. وتعتمد فكرة استخدام الامواج فوق الصوتية على الاحداث التالية:
<LI dir=rtl>يرسل جهاز الامواج فوق الصوتية امواج صوتية بترددات صوتية عالية تتراوح بين 1 الى 5 ميجاهيرتز على صورة نبضات توجه الى جسم الانسان من خلال مجس خاص.
<LI dir=rtl>تخترق الامواج فوق الصوتية جسم الانسان لتصطدم بالفواصل والحدود الموجودة بين مكونات الجسم المختلفة مثل السوائل الموجودة بين طبقات الجلد الحد بين طبقة الجلد والعظم.
<LI dir=rtl>جزء من الأمواج فوق الصوتية تنعكس عن الحدود الفاصلة بين مكونات جسم الانسان وتعود الى المجس بينما تستمر باقي الامواج فوق الصوتية لتخترق طبقات اعمق في جسم الانسان لتصل إلى حدود فاصلة اخرى وتنعكس عنها وترتد إلى المجس.
<LI dir=rtl>يلتقط المجس الامواج فوق الصوتية المنعكسة تباعاً عن طبقات جسم الانسان التي اخترقها ويغذي فيها جهاز الامواج فوق الصوتية.
<LI dir=rtl>يقوم جهاز الامواج فوق الصوتية بحساب المسافة بين المجس وطبقة الجلد أو العضو الذي انعكست عنه الامواج الفوق صوتية مستخدما سرعة تلك الامواج في جسم الانسان والتي تبلغ 1540m/s ومستخدماً الزمن اللازم لعودة الموجات فوق الصوتية للمجس والتي تكون في في حدود الميكوثانية أي 10-6sec.
يظهر جهاز الامواج فوق الصوتية العلاقة بين المسافة وشدة الاشارة المنعكسة من جسم الانسان لتكون توزيع ثنائي الابعاد للمسافة والشدة والتي تعبر عن الصورة التي نشاهدها على جهاز الامواج فوق الصوتية والموضحة في الشكل التالي:
http://www.hazemsakeek.com/QandA/ultrasound/ultrasound-nice-picture1a.jpg
صورة امواج فوق صوتية لجنين في الاسبوع الثاني عشر ويظهر على اليمين الرأس ومن العنق وباقي الجسم الى اليسار.
في اي جلسة للتصوير باستخدام جهاز الامواج فوق الصوتية فإن ملايين النبضات الصوتية التي ترسل للجسم وتستقبل مرة أخرى لتحلل وتحسب المسافة القادمة منها تلك الامواج لتعطي الصورة التي نراها، كما ان تحريك المجس من مكان لأخر يمكن ان يعطي صور من منظور مختلف.

K_A_K_A
07-23-2011, 07:59 PM
تكمله


مكونات جهاز الامواج فوق الصوتية
تتكون اجهزة الأمواج فوق الصوتية من الأجزاء الرئيسية التالية:
<LI dir=rtl>المجس.
<LI dir=rtl>وحدة التحكم المركزية.
<LI dir=rtl>وحدة التحكم بالنبضات.
<LI dir=rtl>شاشة العرض.
<LI dir=rtl>لوحة المفاتيح والماوس.
<LI dir=rtl>وحدة تخزين.
طابعة.

المجس Transducer Probe
يعتبر المجس المستخدم في اجهزة الأمواج فوق الصوتية هو الجزء الرئيسي للجهاز. ووظيفة المجس تكمن في اصدار الامواج الصوتية ورصد الصدى المرتد عن انعكاسها. ويمكن تشبيهه بالفم الذي يتحدث والاذن التي تسمع لجهاز الامواج فوق الصوتية. وتعتمد فكرة عمل المجس على ظاهرة فيزيائية مهمة هي البيزوالكترك piezoelectric effect والتي تعني ظاهرة الضغط لتوليد الكهرباء والتي اكتشفها العالم بير وكيوري Pierre and Jacques Curie في عام 1880. وهي عبارة عن بلورة كوارتز عند تطبيق تيار كهربائي على بلورة الكوارتز قإن البلورة يتغير شكلها بسرعة في صورة اهتزازات سريعة جداً تص\ر امواج صوتية. والعكس يحدث عندما تصطدم امواج صوتية تؤدي البلورة للاهتزاز فإن تيار كهربي يتولد عنها. وبهذا يمكن استخدام نفس بلورة الكوارتز لاصدار الامواج فوق الصوتية واستقبالها، مع تزويد المجس بمادة تمتص الصوت حتى لا يحدث تشويش بين الصوت الصادر والصوت المنعكس. كذلك يزود المجس بعدسة صوتية acoustic lens لتركيز المواج الصوتية الصادرة من المجس.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/ultrasound/ultrasound1a.jpg
جهاز امواج فوق صوتية ومعه عدة انواع من المجسات المستخدمة

يتم تصنيع هذه المجسات لتأخذ اشكالاً واحجاماً مختلفة لتستخدم حسب المنطقة المراد تصويرها بجهاز الامواج فوق الصوتية وكل مجس يصدر تردد مختلف من الامواج فوق الصوتية لتحدد العمق الذي يجب ان تخترقه هذه الامواج داخل جسم الانسان للحصول على الصورة المطلوبة وبدقة عالية. ويمكن ان تحتوي المجسات على أكثر من بلورة كوارتز وكل بلورة كوارتز يجب ان يكون لها دائرتها الكهربية المنفصلة، ويستخدم هذا النوع من المجسات المزودة باكثر من بلورة للتحكم في الفارق الزمني للامواج الصوتية الصادرة عن كل بلورة والذي يساعد على تحريك الامواج الفوق صوتية داخل الجسم.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/ultrasound/ultrasound-parts.jpg

شكل يوضح اجزاء جاهز التصوير باستخدام الامواج فوق الصوتية

وحدة التحكم المركزية Central Processing Unit (CPU)
وتمثل هذه الوحدة عقل الجهاز وهو عبارة عن جهاز كمبيوتر متصل بالمجس ويزوده بالطاقة الكهربية. وتقوم وحدة التحكم المركزية بارسال التيار الكهربي للمجس ليصدر الامواج الفوق صوتية وكذلك يستقبل النبضات الكهربية الناتجة من المجس عند استقبالها للامواج فوق الصوتية المرتدة عن اجزاء الجسم المراد تصويره. وتقوم وحدة المعالجة المركزية بكافة الحسابات التي تمكن من رسم العلاقة بين المسافة وشدة الاشعة المرتدة لتكوين الصورة على الشاشة.
وحدة التحكم بالنبضات Transducer Pulse Controls
وهي توفر الامكانية للطبيب الذي يشغل الجهاز أو الفني المختص بادخال قيمة التردد وزمن النبضات الصوتية الصادرة من المجس والتي يجب تحديدها مسبقا حسب العضو المراد تصويره. وكذلك تقوم هذه الوحدة بالتحكم بآلية المسح المستخدمة بواسطة الجهاز لاظهار الصورة.
الشاشة Display
وهي عبارة عن شاشة عرض عادية كالمستخدمة في الكمبيوتر والتي تظهر نتيجة الحسابات التي قامت بها وحدة المعالجة المركزية ويمكن ان تكون شاشة ابيض واسود او شاشة ملونة حسب نوع ومواصفات جهاز الامواج فوق الصوتية.
لوحة المفاتيح والماوس Keyboard/Cursor
وهي الادوات التي يستخدمها الطبيب او الفني المختص لتشغيل برنامج الاجهاز واجراء عمليات حفظ الصورة على ملف وعمل بعض القياسات لحساب الابعاد مستعينا بالصورة الظاهرة على الشاشة.
وحدة التخزين Disk Storage
وحدة التخزين تستخدم لحفظ الصور التي ظهرت على الاشاشة ووسائط التخزين هي نفسها المستخدمة في الكمبيوتر وتشمل الاقراص الصلبة hard disks أو الاقراص المرنة floppy disks أو الاقراص المدمجة CD او DVD. وتستخدم لعمل ارشيف طبي يحفظ لتتبع حالة المريض في مرات اخرى.
الطابعة Printers
وفي الاغلب طابعات كمبيوتر ولكن من النوع الحراري المعروف باسم الطابعات الحرارية
انواع اجهزة الامواج فوق الصوتية
الاجهزة التي تحدثنا عنها حتى الان هي اجهزة للتصوير ثنائي الابعاد ولكن هناك نوعان من الاجهزة التي تستخدم نفس التقنيات وهي اجهزة التصوير ثلاثية الابعاد واجهزة دبلر للامواج فوق الصوتية.
اجهزة التصوير ثلاثية الابعاد 3D Ultrasound Imaging
وتعتمد فكرة هذا الجهاز للحصول على صور مجسمة ثلاثية الابعاد لاعضاء الداخلية في جسم الانسان أو للجنين من خلال تمرير المجس فوق الجسم او ادارتة المجس حول الجسم لاخذ عدة صور ويقوم الكمبيوتر بتكوين الصور المجسمة منها.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/ultrasound/ultrasound-3dimagesa.jpg
صور ثلاثية الابعاد باستخدام التقنيات الحديثة للتصوير بالامواج فوق الصوتية.

أجهزة دبلر للامواج فوق الصوتية Doppler Ultrasound
وهي اجهزة تستخدم ظاهرة دبلر وفكرتها ان الامواج الفوق صوتية المنعكسة عن الاعضاء المتحركة يحدث تغيير في التردد بين الامواج الفوق صوتية المرتدة والامواج الفوق صوتية الساقطة على الجسم. ومن فارق التردد بين الموجات المرتدة والصادرة يمكن حساب سرعة هذه الاعضاء بدقة مثل حساب سرعة تدفق الدم من القلب وإلي الاوعية الدموية والشرايين.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/ultrasound/ultrasound-philips2a.jpg

استخدام جهاز دبلر للامواج فوق الصوتية لقياس سرعة تدفق الدم خلال القلب


مخاطر استخدام الامواج فوق الصوتية
بالرغم من انه لم تسجل ايه حالات مرضية في كلا من الانسان أو الحيوان الذي تعرض لفحوصات بواسطة الامواج فوق الصوتية وان هذه الاجهزة ستبقى مستخدمة كأحد وسائل التشخيص بدون اجراء جراحة او استخدام مواد مشعة تحقن في المريض الا انه ينصح باستخدامها كلما دعت الضرورة فقط. ووذلك تفاديا لتعريض اجزاء من جسم الانسان للطاقة الصوتية الناتجة عن الامواج فوق الصوتية والتي تمتص بسهولة في الماء الموجود في الانسجة الحية مما يسبب ارتفاع موضعي في درجة الحرارة للمناطق المعرضة للامواج فوق الصوتية.

K_A_K_A
07-23-2011, 08:00 PM
تاسعا كيف تعمل اشعه اكس
كيف تعمل أشعة اكس X-ray
كيف تعمل الأشعة السينية
http://www.hazemsakeek.com/QandA/x-ray/Wilhelm%20Rontgen.jpg
في عام 1895 اكتشف عالم ألماني اسمه ويليام رونتجن Wilhelm Roentgen اشعة أكس بينما كان يجرى تجربة تسليط شعاع الكتروني على أنبوبة تأين غازي gas discharge tube. لاحظ العالم رونتجن أن الشاشة الفوسفورية في المختبر بدأت تتوهج عند اصطدام شعاع الالكترونات عليها. هذه النتيجية في حد ذاتها لم تكن مدهشه حيث كان من المعلوم أن تتوهج الشاشة الفوسفورية بفعل الشعاع الالكتروني ولكن رونتجن احاط الانبوبة المفرغة بالواح سوداء سميكة لتتمكن من حجب الاشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من الأنبوبة المفرغة، كما وضع رونتجن عدة اجسام بين الانبوبة والشاشة الفوسفورية وكانت النتيجة ان الشاشة الفوسفورية لازالات تتوهج. وحتى يتأكد من ان هناك اشعة جديدة هي التي اخترقت تلك الاجسام ووصلت للشاشة الفوسفورية قام رونتجن بتجربة اضافية وهي بأنه وضع يده امام الانبوبة المفرغة وشاهد على الشاشة الفوسفورية صورة لعظام يده، لاحظ هنا ان رونتجن اكتشف اشعة جديدة هي اشعة اكس وفي نفس الوقت اكتشف احد اهم تطبيقاتها.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/x-ray/x-ray-intro.jpg
رونتجن اكتشف اعظم واهم انجاز طبي في تاريخ البشرية وهو التشخيص باستخدام اشعة اكس التي تسمح للاطباء بتشخيص الكسور في العظام بدون اجراء عملية جراحية كما تستخدم اشعة اكس للكشف على الاجسام الغريبة في جسم الانسان وتطور التشخيص باشعة اكس لتمكن الاطباء من تسوير الاوعية الدموية والاعضاء البيولوجية في جسم الانسان.
في هذه المقالة سوف نقوم بتفسير الفكرة الفيزيائية لانتاج اشعة اكس وشرح تركيب الجهاز.
ما هي أشعة أكس
أشعة اكس في الأساس مثل الاشعة المرئية حيث انها جزء من الطيف الكهرومغناطيسي ولكن اشعة اكس تحمل طاقة أكبر من طاقة الاشعة المرئية بكثير. ولشرح ذلك دعنا نجري مقارنة بين الأشعة الرئية وأشعة اكس، يمكن التمييز بين هذين النوعين من الاشعة من حيث طاقة الفوتون أو الطول الموجي أو التردد وكل تلك الكميات ترتبط مع بعضعها البعض من خلال المعادلات التالية:
طاقة الفوتون = ثابت بلانك x التردد E = hv
التردد = سرعة الضوء / الطول الموجي v = C/L
تمتاز أشعة اكس بان طاقة فوتوناتها اكير من طاقة فوتونات الاشعة المرئية وهذا يعني أن ترددها كبير وطولها الموجي قصير.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/x-ray/spectrum.jpg
الطيف الكهرومغناطيسي: تزداد طافة الفوتونات من اليسار لليمين.
تستطيع العين البشرية الرؤية من خلال الأة المرئية لأن الله سبحانه وتعالى حدد لنا هذا الجزء من الطيف الكهرومغناطيسي نستطيع الرؤية والتمتع بحاسية الابصار من خلاله وبالتالي تعتبر اشعة اكس اشعة غير مرئية بالنسبة لنا مثلها مثل اشعة الراديو والاشعة تحت الحمراء والاشعة فوق البنفسدية ولكن الفرق بين كل تلك الأشعة هي خواصها من ناحية طاقة الفوتون والتردد والطول الموجي لها.

السؤال الأن كيف أن الذرة التي تنتج الأشعة المرئية هي نفسها التي تنتج أشعة أكس؟
كلأ من الأشعة المرئية واشعة اكس تنتج من الانتقال الاكتروني بين مستويات الطاقة في الذرة. تشغل الالكترونات مستويات طاقة أو مدارات مختلفة حول النواة في الذرة وعندما ينتقل الكترون من مستوى طاقة عالى إلى مستوى طاقة منخفض ينطلق فوتون يحمل فرق الطاقة بين المستويين. تعتمد طاقة الفوتون المنبعث على الفرق بين مستويات الطاقة في الذرة فيمكن ان تكون طاقة الفوتون الناتج في مدى الاشعة المرئية فينتج ضوء مرئي ويمكن ان تكون طاقة الفوتون المنبعث في المدى الغير المرئي فينتج اشعة غير مرئية، اذا نستنتج أن ما يحدد طاقة الفوتون الناتج أو المنبعث من الذرة هو الانتقال الالكتروني بين مستويات الطاقة.
عندما يصطدم الفوتون المنبعث بذرة أخرى فإن تلك الذرة تمتص طاقة الفوتون من خلال احد الكتروناتها لينتقل الالكترون من مستوى طاقة منخفض إلى مستوى طاقة اعلى لانه امتص طاقة اضافية. وشرط امتصاص الإلكترون طاقة الفوتون ان تكون طاقة الفوتون تساوي فرق مستويات الطاقة التي سينتقل لها الإلكترون (هذا شرط يعود إلى طبيعة الذرة بنية الذرة كما خلقها الله سبحانه وتعالى) واذا اختل هذا الشرط فلن يحدث امتصاص الفوتون من قبل الذرة.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/x-ray/fluorescent-lamp-atom.jpg

الذرات التي تكون اجسامنا تتعامل مع الاشعة الكهرومغناطيسية (نقصد كل الاشعة المرئية والاشعة الغير مرئية) بنفس الآلية السابقة، فأشعة الراديو التي تحيط بنا لا تمتلك الطاقة الكافية لتنقل الكترونات الذرات من مستوى طاقة إلى مستوى طاقة اعلى لذلك فهذه الاشعة تعبر اجسامنا دون امتصاص لفوتوناتها. أما اشعة أكس ففوتوناتها ذات طاقة عالية تمكنها من ان تعبر كل الاشياء في طريقها ولكن بطريقة مختلفة عن اشعة الراديو حيث تستطيع اشعة اكس ان تمنح الكترونات الذرات الطاقة الكافية مما قد تسبب تلك الطاقة من تحرير الالكترونات من الذرة تماما كما يحدث في ذرات العناصر الخفيفة (عددها الذري قليل) حيث يستغل جزء من طاقة فوتون اشعة اكس من تحرير الالكترون من الذرة والجزء المتبقي يكسب الالكترون طاقة حركة ليغادر الذرة. ولكن في ذرات العناصر الثقيلة (لها عدد ذري كبير) فإنها تمتص طاقة اشعة اكس لوجود مستويات طاقة تتوافق مع طاقة فوتون اشعة اكس.
نستنتج مما سبق ان العناصر الخفيفة ذات ذرات صغيرة لا تمتص اشعة اكس وان العناصر الثقيلة ذات الذرات الكبيرة تمتص اشعة اكس.
الخلايا المكونة للجلد في اجسامنا تتكون من ذرات صغيرة وبالتالي لا تمتص اشعة اكس بينما ذرات الكالسيوم المكونة للعظام هي ذرات كبيرة وتمتص فوتونات اشعة اكس.
محاضرة عن اشعة اكس اضغط هنا (http://www.hazemsakeek.com/Physics_Lectures/modernphysics/modernphysics_Lecture_4.htm)
في الجزء التالي سنتناول شرح تركيب جهاز انتاج اشعة اكس وشرح فكرة عمله.

استخدامات اخرى لاشعة اكس
لاشعة اكس استخدامات جمة وفي مجالات عديدة فكما أن لاشعة اكس دور كبير في تطور علم الطب فقد لعبت هذه الاشعة دور كبير في مجال ميكانيكا الكم وعلم البلورات وعلم الفلك وفي مجال التطبيقات الصناعية تساخدم اشعة اكس كماسحات للكشف عن العيوب في المنتجات الصناعية وتعتبر اشعة اكس احد اهم المعدات المستخدمة في المطارات للكشف عن الاجسام المشبوهة.

K_A_K_A
07-23-2011, 08:01 PM
تكمله


جهاز انتاج اشعة اكس
يشكل الالكترود قلب جهاز انتاج اشعة اكس والذي يتكون من كاثود وأنود داخل انبوبة زجاجية مفرغة من الهواء. يتكون الكاثود من فتيلة تسخين مثل الموجودة في المصباح الكهربي، عندما يمر التاير الكهربي خلال الفتيلة ترتفع درجة حرارتها تدريجياً إلى ان تصل درجة الحرارة التي تمكن إلكترونات الفتيلة من الانبعاث من سطحها. الأنود عبارة عن قرص من التنجستين مشحون بشحنة موجبة تعمل على جذب الالكترونات المحررة من الكاثود.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/x-ray/x-ray-diagram.jpg
يطبق فرق الجهد عالي بين الكاثود والأنود يساعد على تعجيل الإلكترونات لتنطلق بقوة في اتحاه الأنود. عندما تصطدم الالكترونات بذرات مادة الانود (التنجستين) فإن هذه الإلكترونات تعمل على الاصطدام بالكترونات ذرات التنجستين في المدارات الداخلية القريبة من نواة الذرة والتي تكون طاقتها كبيرة. يقوم الكترون في مدار أعلى بسد الفراغ الذي حدث مما يحدث انطلاق لفوتون يحمل فرق الطاقة بين المستويين. ولأن الفرق في مستويي الطاقة كبير فإن الفوتون الناتج يكون فوتون اشعة أكس.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/x-ray/x-ray-atom1.jpg
تصطدم الإلكترونات الحرة بذرة التنجستين، تحرر إلكترونات في مدارات داخلية.. تنتقل الكترونات من مدارات أعلى لتملىء الفراغ الناتج وينطلق فوتون يحمل فرق الطاقة.


يمكن ان نحصل على فوتونات أشعة أكس بطريقة أخرى وهي بدون ان تصطدم الإلكترونات الحرة بالذرة، وذلك عن كما في الحالة التالية: عندما تقترب إلكترونات حرة معجلة بالقرب من نواة الأنود فإنها تنجذب لها بفعل قوة كولوم الكهربية، لأن النواة موجبة الشحنة والإلكترونات سالبة فتنحرف الإلكترونات عن مسارها مما يؤدي إلى تغيير في طاقة حركتها وتنطلق فوتونات اشعة اكس تحمل فرق الطاقة قبل الانحراف بجوار النواة وبعده. يعرف هذه الطريقة بظاهرة الفرملة breaking action وبالالمانية تسمى بظاهرة بيرمشتراهلينج Bremsstrahlung هي الاسم العلمي لظاهرة انتاج اشعة اكس اي فرملة الالكترونات عند مرورها بجوار انوية العناصر الثقيلة التي تشكل مادة الأنود.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/x-ray/x-ray-atom2.jpg
الإلكترونات الحرة تنجذب إلى نواة ذرات التنجستين، وكلما اقتربت تلك اللكترونات المعجلة من النواة فإنها تنحرف عن مسارها مما ينتج تغيير في طاقتها فتنطلق فوتونات أشعة أكس.


الخلاصة:
نستنتج مما سبق ان الذرة هي المسؤولة عن انتاج اشعة اكس ولكن يختلف الأمر عنه في حالة الأشعة المرئية حيث إنه يتم إثارة إلكترونات المدارات الداخلية للعنصر المنتج لاشعة اكس بينما في الأشعة المرئية يتم اثارة الكترونات المدارات الخارجية.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/x-ray/xray_anim.gif
انبوبة انتاج اشعة اكس
ملاحظة:
إن التصادم الحادث بين الإلكترونات المعجلة ومادة الأنود لتوليد اشعة أكس تعمل على توليد الكثير من الحرارة. لذلك يستخدم موتور ليعمل على لف قرص الأنود لنضمن تعرض مناطق مختلفة من مادة الأنود لشعاع الإلكترونات في كل مرة، مما يحميه من الإنصهار بفعل الاصطدام المستمر والحرارة الناتجة.
تستخدم حواجز من الرصاص لمنع اشعة اكس من الخروج والانبعاث في كافة الاتجاهات. ويتم تحديد منفذ اشعة اكس عبر نافذة تفتح في الحواجز وقبل خروجها تمر عبر عدة مرشحات قبل ان تسقط على جسم المريض المراد تصويره.
تثبت كاميرا لتسجيل فوتونات اشعة اكس التي عبرت خلال جسم المريض وتستخدم تلك الكاميرات افلام خاصة حساسة لاشعة اكس تستخدم نفس التكنولجيا المستخدمة في الأفلام العادية (http://www.hazemsakeek.com/QandA/Film/Film.htm) المستخدمة في التصوير بالكاميرات العادية الحساسة للضوء المرئي.
يتم الاحتفاظ بالصورة في صورة نيجاتيف ويتم فحص الصورة تحت ضوء أبيض فتظهر المناطق التي امتصت اشعة اكس مثل العظام والمواد الصلبة تظهر في الصورة بيضاء بينما المناطق التي لم تمتص اشعة اكس مثل الجلد والعضلات والأوعية الدموية تظهر في الصورة معتمة.
مادة التباين Contrast Media
والتصوير الفلورسكوبي
في صورة اشعة اكس لجسم المريض لا يظهر اية أثار للأوعية الدموية أو للأعضاء العضوية مثل الكبد او المعدة أو الأمعاء، ولإظهار اية من تلك الأعضاء في صورة اشعة اكس بغرض تشخيص مرض ما فإن أخصائي اشعة امس يحقن جسم المريض بمادة تباين contrast media مثل مادة الباريم barium.
تتكون مادة التباين هذه من سائل يمتص اشعة اكس بكفاءة اعلى من الانسجة المحيطة به فعند حقن المريض بالباريم السائل في الوريد تصبح الأوعية الدموية قادرة على امتصاص اشعة اكس مما ينتج عنه صورة للاوعية الدموية على فيلم اشعة اكس. ويسمى التصوير بحقن المريض بمادة التباين بالفلوروسكوبي fluoroscopy.
يعتبر الفلوروسكوبي من التقنيات التي تستخدم اشعة اكس لتصوير تدفق مادة التباين خلال الجسم عبر فترات زمنية محددة فيتم حقن المريض بمادة التباين ومن ثم يتم تعريض المريض لجرعات من اشعة اكس على فترات زمنية متقطعة لرصد تدفق المادة وانسيابها خلال جسم المريض الصورة على شاشة فوسفورية تظهر مراحل انسياب مادة التباين خلال الجسم والطبيب يقرر الصورة التي يريد التقاطها عند فترات زمنية محددة للتشخيص فيما بعد.


هل اشعة اكس ضارة لنا؟
بالرغم من الفوائد الجمة التي وفرتها اشعة اكس في مساعدة الطبيب على تشخيص المريض واكتشاف كسور العظام دون الحاجة الى عمليات جراحية إلا أن اشعة اكس من الممكن ان تكون ضارة.
ففي اول استخدام اشعة اكس تعرض المريض والطبيب لجرعة زيادة من اشعة اكس التي سببت اعراض مرضية مثل التي تسببها العناصر المشعة على الجلد. والسبب في ذلك يعود إلى ان اشعة اكس هي في حد ذاتها اشعة متأينة ionization radiation. فعندما يصطدم الضوء العادي بالذرة فلا يحدث تاغيير يذكر على الذرة ولكن في حالة اشعة اكس تصطدم بالذرة فإنها تعمل على تحرير الكترونات الذرة وتحولها إلى أيون موجب وتقوم الالكترونات المتحررة بتحويل المذيد من الذرات المجاورة إلى ايونات بالتصادم معها.
الايونات اجسام مشحونه كهربياً وليست متعادلة مثل الذرات مما يسبب تفاعلات كيميائية غير طبيعية داخل الخلايا الحية ومن الممكن ايضا أن يحدث خلل في سلاسل حمض الـ DNA. حدوث خلل في الـ DNA قد يسبب موت لتلك الخلية مما يسبب الكثير من الأمراض الغير متوقعة أو ان تتحول الخلية الحية اذا لم تمت إلى خلايا سراطانية تنتشر في جسم الانسان لا سمح الله.
أي انه بالرغم من فوائد اشعة اكس فإن التعرض الأكثر من اللازم للاشعة له من الأثار التي لايحمد عقباها.
وبالرغم من كل ذلك تبى اجهزة اشعة اكس الاجهزة الاكثر امنا بين الخيارات المطروحة امام الطبيب لاستخدامها وان جهاز اشعة اكس لا غنى عنه في المستشفيات ويعتبر من اهم انجازات التقنية العلمية عبر العصور.

K_A_K_A
07-23-2011, 08:05 PM
عاشرا
فكره عمل اليزر

فكرة عمل الليزر
http://www.hazemsakeek.com/QandA/Laser/lf.jpg
دخلت أشعة الليزر في العديد من المنتجات التكنولوجية فتجدها عنصر اساسي في أجهزة تشغيل الأقراص المدمجة أو في ألات طبيب الأسنان أو في معدات قطع ولحام الحديد أو في أدوات القياس وغيرها من المجالات. كل تلك الأجهزة تستخدم الليزر ولكن ما هو الليزر وما الذي يجعل الليزر مميز عن غيره من المصادر الضوئية. في هذه المقالة سوف نقوم بشرح كل ما يتعلق بالليزر بشكل مبسط وواضح.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/Laser/laser-intro.jpg
مختبر أبحاث يستخدم شعاع الليزر.
جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولي لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية :
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
وتعني تكبير الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث الاستحثاثي Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي Radiation. وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت اينشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث الاستحثاثي stimulated emission وتم تصميم أول جهاز ليزر في 1960 بواسطة العالم ميمان T.H. Maiman باستخدام بلورة الياقوت ويعرف بليزر الياقوت Ruby laser.

اساسيات فيزيائية حول الذرة
يوجد في الكون 100 نوع مختلف من الذرات وكل شيء حولنا هو مكون من الـ 100 ذرة تلك، ولكن كيف تتحد وتترابط الذرات مع بعضها البعض لتكون المواد مثل الماء المكون من ذرتين هيدروجين وذرة اكسجين أو كيف تكونت قطعة من الحديد أو النحاس. إن الذرات في حركة مستمرة حيث تتذبذب الذرات حول موضع استقرارها في المادة كما أن الذرات لها حركة دائرية أو حركة انتقالية أيضاً. فلو نظرت إلى طاولة خشبية مثلاً وبالرغم من أنها ثابتة في مكانها إلى أنها ذراتها التي كونت الخشب في حركة مستمرة.
نتيجة لحركة الذرات التي تكتسبها من الطاقة الحرارية فإنها تتواجد في حالات مختلفة من الأثارة أو بمعنى آخر أن الذرات لها طاقات مختلفة، فلو زودت ذرة ما بكمية من الطاقة فإن الذرة تنتقل من المستوى الأرضي ground state الذي تتواجد فيه إلى مستوى طاقة أعلى يسمى بمستوى الإثارة excited state. يعتمد مستوى الإثارة على كمية الطاقة التي ذودت بها الذرة ومصدر الطاقة إما حرارة أو ضوء أو كهرباء.
في الشكل التالي نموذج توضيحي لمكونات الذرة
http://www.hazemsakeek.com/QandA/Laser/laser1.jpg
نموذج بسيط لتمثيل شكل الذرة يتكون من النواة والالكترونات التي تدور في مدارات حول النواة.
تحتوي الذرة على النواة (المكونة من البروتونات والنيوترونات) والإلكترونات التي تدور حول النواة في مدارات مختلفة كل مدار هو عبارة عن مستوى طاقة.

امتصاص الطاقة Absorbing Energy
إذا ذودت الذرة بطاقة حرارية لأو طاقة من مصدر ضوئي أو كهربائي فإن بعض الإلكترونات في الذرة سوف تنتقل من المدار ذو مستوى الطاقة الأدنى إلى مدار طاقته أعلى وابعد من النواة.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/Laser/laser2.jpg
امتصاص الطاقة

K_A_K_A
07-23-2011, 08:06 PM
تكمله


تمتص ذرة الطاقة من الحرارة أو الضوء أو الكهرباء. تنتقل الإلكترونات من مستوى الطاقة الأقل إلى مستوى طاقة أعلى.

هذه افكرة السابقة هي مبسطة عن امتصاص الطاقة في الذرة ولكن تعتبر الأساس في دور الذرة لانتاج الليزر.
عندما ينتقل الإلكترون إلى المدار ذو مستوى الطاقة الأعلى فإنه ما يلبث إلا أن يعود وينتقل إلى المستوى الطاقة الأدنى، وعندها فإن الإلكترون يحرر طاقة في صورة فوتون (ضوء).
تصدر الإلكترونات الفوتونات عند اثارتها وعلى سبيل المثال عند تسخين معدن مثل سلك السخان الكهربي فإنه يتحول لونه من اللون المعتم إلى اللون المتوهج وهذا التوهج ناتج من الفوتونات التي انطلقت بعد اثارة ذرات مادة سلك السخان الكهربي. كذلك لو فكرنا في فكرة عمل شاشة التلفزيون فهي تعطي الصورة من خلال الفوتونات التي تنتجها مادة الشاشة (الفوسفور) عند اثارتها بشعاع إلكتروني.
إذا نستنتج أن الضوء ينتج من الفوتونات المنبعثة من إثارة إلكترونات الذرة وتعتمد لون الفوتون (لون الضوء) على طاقة الفوتون.

علاقة الذرة بالليزر
لتعريف مبسط لليزر نقول معتمدين على الشرح السابق أنه جهاز يقوم بالتحكم في كيفية تحرير الذرات للفوتونات.
وكما ذكرنا فإن كلمة ليزر هي اختصار للجملة light amplification by stimulated emission of radiation والتي معناها يشرح بالتفصيل فكرة عمل الليزر والذي يعتمد على إن الليزر ماهو إلا ضوء مكبر بواسطة عملية تسمى الإنبعاث الإستحثاثي للإشعاع وهذا ما قصدنا به التحكم بكيفية تحرير الذرة للفوتون.

بالرغم من وجود عدة أنواع من الليزر إلا انهم جميعاً يشتركون في نفس الخصائص. ففي الليزر يوجد المادة التي تنتج الليزر يتم اثارتها بواسطة عملية ضخ pumping للإلكترونات من المستوى الأرضي إلى مستوى الإثارة. يستخدم للضخ الإلكتروني ضوء فلاش قوي أو بواسطة التفريغ الكهربي ويساعد هذا الضخ على تزويد أكبر قدر ممكن من الإلكترونات لتنتقل إلى مستويات الطاقة الأعلى فتصبح مادة الليزر مكونة من ذرات ذات إلكترونات مثارة ونسميها بالذرة المثارة. ومن الجدير بالذكر أن أنه من الضروري جداً إثارة عدد كبير من الذرات للحصول على ليزر وتسمى هذه العملية بإنقلاب التعداد population inversion أي جعل عدد الذرات المثارة في مادة الليزر أكبر من عدد الذرات الغير مثارة.
قلب التعداد هو الذي يجعل الضوء الذي تنتجه المادة ليزراً وإذا لم نصل إلى مرحلة انقلاب التعداد نحصل على ضوء عادي.
وكما امتصت الإلكترونات طاقة كبيرة من خلال عملية الضخ فإن الإلكترونات هذه تطلق الطاقة التي امتصتها في صورة فوتونات أي ضوء.
الفوتونات المنبعثة لها طول موجي محدد (ضوء بلون محدد) يعتمد على فرق مستويات الطاقة التي انتقل بينها الإلكترونات المثارة. وإذا كان الإنتقال لكافة الإلكترونات بين مستويين طاقة محددين كما هز موضح غب الشكل أدناه فإن كل القوتونات المنبعثة سيكون لها نفس الطول الموجي.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/Laser/laser3.jpg
الإلكترون باللون الأحمر مثار ينتقل إلى مستوى طاقة أدنى (الإلكترون باللون الأزرق) ويفقد طاقته في صورة فوتون
ضوء الليزر
ضوء الليزر يختلف عن الضوء العادي حيث يكون له الخصائص التالية:
الضوء المنبعث أحادي اللون monochromatic أي أن له طول موجي واحد. يحدد الطول الموجي لون الضوء الناتج وكذلك طاقته.
الضوء المنبعث من الليزر يكون متزامن coherent أي ان الفوتونات كلها في نفس الطور مما يجعل شدة الضوء كبيرة فلا تلاشي الفوتونات الضوئية بعضها البعض نتيجة لاختلاف الطور بينها.
الضوء المنبعث له اتجاه واحد directional حيث يكون شعاع الليزر عبارة عن حزمة من الفوتونات في مسار مستقيم بينما الضوء العادي يكون مشتت وينتشر في أنحاء الفراغ.
المسؤول عن هذه الخصائص هي عملية الانبعاث الإستحثاثي stimulated emission بينما في الضوء العادي يكون الإنبعاث تلقائي حيث يخرج كل فوتون بصورة عشوائية لا علاقة له بالفوتون الآخر.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/Laser/a_m.gifhttp://www.hazemsakeek.com/QandA/Laser/st_em.gif
عملبة الإنبعاث التلقائي عملية الإنبعاث الإستحثاثي

العامل المهم في انتاج الليزر هو المرايا المثبتة على جانبي مادة انتاج الليزر. تساعد المرايا على عكس بعض الفوتونات إلى داخل مادة الليزر عدة مرات لتعمل هذه الفوتونات على استحثاث الكترونات مثارة أخرى لتطلق مزيدا من الفوتونات بنفس الطول الموجي ونفس الطور، وهذه هي عملية التكبير للضوء light amplification. تصمم إحدى هتين المرأتين لتكون عاكسيتها اقل من 100% لتسمح لبعض الفوتونات من الخروج عبرها وهو شعاع الليزر الذي نحصل عليه.

في الشرح التالي سنرى مكونات الليزر من خلال شرح عمل ليزر الياقوتruby laser .

ليزر الياقوت Ruby Laser
مكونات ليزر الياقوت عبارة عن مصدر ضوء فلاش وساق من الياقوت ومرأتين مثبتتين على طرفي الساق احدى هاتين المرأتين لها مقدار انعكاس 90%. يعتبر المصدر الضوئي مسؤولاً عن عملية الضخ وساق الياقوت هو مادة انتاج الليزر.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/Laser/laser5.jpg
(1) مكونات ليزر الياقوت


http://www.hazemsakeek.com/QandA/Laser/laser6.jpg
(2) فرق جهد عالي يعمل على تزويد الفلاش بالطاقة الكافية لتوليد ضوء ذو شدة عالية ولفترة زمنية قصيرة. هذا الضوء يعمل على اثارة الذرات في بلورة الياقوت إلى مستويات الطاقة الأعلى.


http://www.hazemsakeek.com/QandA/Laser/laser7.jpg
(3) تطلق بعض الذرات فوتونات

K_A_K_A
07-23-2011, 08:06 PM
تكمله
http://www.hazemsakeek.com/QandA/Laser/laser8.jpg
تنطلق الفوتونات بموازاة محور ساق الياقوت لتصطدم بالمرآة وتنعكس إلى داخل الياقوت عدة مرات لتستحث إلكترونات أخرى لتطلق فوتونات.


http://www.hazemsakeek.com/QandA/Laser/laser9.jpg
(5) فوتونات بطول موجي واحد وفي تفس الطور ومتجمعة في حزمة تعبر من المرآة لتعطي ضوء اليزر.


نظام ليزر ثلاثي المستويات
الشكل التالي يوضح تفاصيل عملية انتاج الليزر من خلال نظام ذو ثلاث مستويات للطاقة

http://www.hazemsakeek.com/QandA/Laser/laser4.jpg
تسلسل مراحل انتاج شعاع ليزر


أنواع الليزر
يأتي الليزر بأنواع مختلفة حسب الاستخدامات وتنوع الليزر يأتي من تنوع المادة المستخدمة لإنتاجه فهناك من المواد الصلبة والسائلة والغازية، ويعتبر نوع المادة الأساس الاكثر استخداماً للتميز بين الأنواع المختلفة. ويسمى الليزر من خلال نوع المادة المستخدمة فمثلاً ليزر الهيليوم نيون He-Ne يعني ان المادة المستخدمة هي خليط من الهيليوم والنيون وليزر الياقوت يعني ان المادة المنتجة لليزر هي الياقوت وهكذا لباقي الأنواع الأخرى. ولنأخذ بعض الأمثلة لأنواع مختلفة لليزر:
ليزر الحالة الصلبة solid-state laser هو الليزر الذي ينتج بواسطة مادة أو خليط من مواد صلبة مثل الياقوت ruby أو خليط الالومنيوم واليتريم والنيودينيم neodymium:yttrium-aluminum ويسمى بليزر الـ TAG اختصاراً ويكون طوله الموجي في منطقة الأشعة تحت الحمراء.
ليزر الغاز Gas laser وهو يعتمد على مادة غازية مثل الهيليوم والنيون وغاز ثاني اكسيد الكربون وتكون اطوالها الموجية في مدى الاشعة تحت الحمراء وتستخدم في قطع المواد الصلبة لطاقتها العالية.
ليزر الإكسيمر Excimer laser وتطلق على أنواع الليزر التي تستخدم الغازات الخاملة مثل غاز الكلور أو الفلور أو الكربتون أو الأرجون وتنتج هذه الغازات اشعة ليزر ذات أطوال موجية في مدى الأشعة فوق البنفسجية.
ليزر الأصباغDye laser وهي عبارة عن مواد عضوية معقدة مثل الرودامين rhodamine 6G مذابة في محلول كحولي وتنتج ليزر يمكن التحكم في الطول الموجي الصادر عنه.
ليزر أشباه الموصلاتSemiconductor laser ويطلق عليه احياناً بليزر الديود ويعتمد على المواد شبه الموصلة ويمتاز بحجم ليزر صغير ويستهلك طاقة قليلة ولذلك يستخدم في الأجهزة الدقيقة مثل أجهزة السي دي وطابعات الليزر.

يتميز الليزر بطوله الموجي فمثلا الطول الموجي لليزر الياقوت هو 694nm، ويتم أختيار مادة الليزر بناء على الطول الموجي المطلوب كما في الجدول التوضيحي أدناه، فمثلاً يستخدم ليزر غاز ثاني أكسيد الكربون في قطع المعادن الصلبة لأن طوله الموجي في مدى الأشعة تحت الحمراء وهي أشعة حرارية إذا سقطت بتركيز على سطح معدن تذيبه.

نوع الليزر
الطول الموجي لليزر (nm)
Argon fluoride (UV)
193
Krypton fluoride (UV)
248
Xenon chloride (UV)
308
Nitrogen (UV)
337
Argon (blue)
488
Argon (green)
514
Helium neon (green)
543
Helium neon (red)
633
Rhodamine 6G dye (tunable)
570-650
Ruby (CrAlO3) (red)
694
Nd:Yag (NIR)
1064
Carbon dioxide (FIR)
10600


تصنيفات الليزر
يصنف الليزر بأربعة تصنيفات تعتمد على خطورتها على الخلايا الحية. فعند التعامل مع الليزر يجب الإنتباه إلى الإشارة التي توضح تصنيفه.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/Laser/laser-warning.gif
إشارة تحذير بوجود ليزر
التصنيف الأول Class I هذا يعني أن شعاع الليزر ذو طاقة منخفضة ولا يشكل درجة من الخطورة.
التصنيف الأول Class IA هذا التصنيف يشير إلى أن الليزر يضر العين إذا نظرنا في اتجاه الشعاع ويستخدم في السوبرماركت كماسح ضوئي وتبلغ طاقة الليزر الذي يندرج تحت هذا التصنيف 4mW.
التصنيف الثاني Class II هذا يشير إلى ليزر ضوئه مرئي وطاقته لا تتعدى 1mW.
التصنيف الثالث Class IIIA طاقة الليزر متوسطة وتبلغ 1-5mW وخطورته على العين إذا دخل الشعاع المباشر في العين. ومعظم الأقلام المؤشرة تقع في هذا التصنيف.
التصنيف الثالث Class IIIB طاقة هذا الليزر أكثر من المتوسط.
التصنيف الرابع Class IV وهي انواع الليزر ذات الطاقة العالية وتصل إلى 500mW للشعاع المتصل بينما لليزر النبضات فتقدر طاقته بـ 10 J/cm2 ويشكل هطورة على العين وعلى الجلد واستخدام هذا الليزر يتطلب العديد من التجهيزات وإجراءات الوقاية.

للتعرف على تطبيقات الليزر المختلفة اضغط على الرابط التالي:
http://www.hazemsakeek.com/Physics_Lectures/Laser/LaserLectures_13.htm

K_A_K_A
07-23-2011, 08:08 PM
الاحدي عشر

فكره عمل ملفات mp3
فكرة عمل ملفات الـ MP3 الصوتية
تعتبر تكنولوجيا الـ MP3 من اهم التكنولوجيا التي طورت الملفات الصوتية وبالأخص عندما ظهر تأثيرها على صناعة الموسيقى، فكما نعلم ان انتشار الاشرطة المغناصيسية التي استخدمت لتخزين الصوت ومن ثم تعدد مشغلات هذه الاشرطة من انواع المسجلات ذات الاحجام المختلفة التي يصل منها الى المحمول والضخم ثم انتشرت اقراص اليزر المضغوطة (السي دي) والتي تميزت بنقاوة الصوت ووضوحه بالمقارنة بأشرط الكاسيت وقد طورت اجهزة لتشغيل اقراص الليزر.
مع انتشار استخدام شبكة الانترنت والحاجة إلى تدعيم المواقع بالصوت والصورة والفيديو تطورت تكنولوجيا التسجيل الرقمي Digital للصوت في صورة ملفات صوتية تعرف باسم MP3 وانتشرت بطريقة واسعة لمحبي الموسيقى وسمعها على الانترنت. حيث تميزت هذه الملفات الصوتية بنقاوتها ووضوحها وقلة حجم الملف الذي تحجزه من ذاكرة الحاسوب.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/MP3/mp3cycle.gif
ملفات MP3
لا بد لك من الرجوع الى موضوع كيف تعمل اقراص الليزر (http://www.hazemsakeek.com/QandA/CD.htm) لمعرفة كيف يمكن تخزين المعلومات الصوتية (حديث أو موسيقى أو أغاني أو محاضرة) على اقراص الليزر حيث يتم تخزين المعلومات الصوتية على قرص الليزر على شكل معلومات رقمية Digital Information. المعلومات التي تخزن على قرص الليزر هي معلومات غير مضغوطة وذات جودة فائقة فعلى سبيل المثال لنأخذ ما يحدث عند تسجيل او انتاج قرص ليزر يحتوي على مقطوعة موسيقية.
يتم تقطيع المعلومات التناظرية وتحويلها الى معلومات رقمية بمعدل 44100 مرة لكل ثانية والتي تعرف بمصطلح Sample Rate وكل قطعة Sample تحجز 2 بايت (أي 16 بت)
يتم تخزين كل قطعة Sample مرتين واحدة للسماعة اليمين والثانية للسماعة اليسار في نظام الستيريو.
وبعملية حسابية بسيطة يمكن معرفة المساحة المطلوبة لتخزين زمن ثانية من الصوت على قرص ليزر سي دي.
44,100 samples/second * 16 bits/sample * 2 channels = 1,411,200 bits per second
وهذا يعني انه يلزمنا مساحة تخزين وقدرها 1.4 مليون بت لكل ثانية اي ما يعادل 176000 بايت لكل ثانية. فإذا افترضنا ان في المتوسط يصل زمن اغنية الى 3 دقائق فإن هذه الاغنية ستخزن على قرص الليزر مستغلة مساحة قدرها 32 مليون بايت أي 32MB وهذا حجم كبير جداً يصعب التعامل معه على الانترنت فتحتاج الى اكثر من ساعتين لتحميله على جهازك اذا كنت تستخدم مودم للاتصال بالانترنت.
نأتي هنا الى دور الـ MP3 فهي تكنولوجيا ضغط الملفات الصوتية حيث تساعد الـ MP3 في تقليل الذاكرة المستخدمة لتخزين الملفات الصوتية بطريقة لا تؤثر على نقاوة ووضوح الصوت. وبالتالي يمكن التأكيد على أن الهدف من نظام الـ MP3 هو ضغط الملفات الصوتية الرقمية المخزنة على قرص الليزر بمقدار يصل إلى 14 مرة دون التأثير على نقاوة الصوت ووضوحة. فيمكن تحويل 32MB من تسجيل على قرص الليزر إلى 3MB بصورة MP3 وبنفس الجودة. وهنا يمكن تحميل ملف صوتي 3MB في غضون دقائق بدلا من ساعات.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/MP3/mp3comp.gif
قبل الشروع في شرح فكرة ضغط الملفات الصوتية او بمعن اخر تحويل ملف صوتي من سي دي إلى MP3 دعنا نقوم بضرب عدد من الأمثلة على ضغط ملفات الوورد لتقليل حجمها في صورة ملف rar أو zip وكذلك ضغط الصور الفوتوغرافية في صورة GIF أو JPG فهذه عبارة عن برامج ضغط تستخدم الغورثيم معين لضغط كل نوع من الملفات دون التأثير في جودته ودقته مع التركيز في النهاية على تقليل حجم الذاكرة التي يستغلها على القرص الصلب.
فكرة ضغط الملفات الصوتية تعتمد على الغورثيم يأخذ في عين الاعتبار خصائص الاذن البشرية والتي تتلخص في النقاط التالية:
<LI dir=rtl>هناك اصوات لا يمكن أن تسمعها الآذن البشرية.
<LI dir=rtl>هناك اصوات يمكن ان تسمعها الآذن البشرية بصورة اوضح من اصوات اخرى.
اذا وجد مصدرين للصوت في نفس اللحظة فنسمع الصوت الأعلى ولا نسمع الصوت المنخفض.

K_A_K_A
07-23-2011, 08:09 PM
تكمله

بأخذ الحقائق السابقة في الحسبان فإن أجزاء عديدة من المقطوعة الموسيقة المراد ضغطها يمكن ان يحذف دون ان يدرك المستمع الى حدوث فرق بين الصوت قبل الضغط (على قرص الليزر) أو بعده (ملف MP3). لانه خلال عملية الضغط او التحويل تم حذف الاصوات الغير مسموعة والتي تتمثل في صورة ترددات لا تدركها الآذن البشرية.
مما سبق نلاحظ أن الـ MP3 هو ببساطة ملف صوتي مضغوط لتقليل المساحة التي يشغلها من ذاكرة الحاسوب ويصبح من السهل تداوله على شبكة الانترنت.

أصل التسمية MP3
ولمعرفة اصل التسمية دعنا نلقى الضوء على الأختصار MPEG وهو اختصار لـ Moving Picture Experts Group والتي تعني مجموعة خبراء الصورة المتحركة. هذه المجموعة طورت نظام لضغط ملفات الفيديو فيمكن على سبيل المثال ضغط ملفات الـ DVD أو ملفات HDTV أو ملفات المسجلة من القنوات الفضائية DSS وتحويلها إلى ملف MPEG ليصبح حجم ملف الفيديو مناسب ويجدر ذكر ان ملفات الفيديو بالاضافة الى الصورة تكون مصحوبة بالصوت وعند ضغط ملفات الفيديو إلى نسق الـ MPEG يتم ضغط الصوت بنسق يسمى MPEG الطبقة الثالثة للصوت MPEG audio layer-3 وتختصر بـ MP3.
وبالرغم من انتشار ملفات الـ MP3 توجد العديد من صيغ الملفات الرقمية الصوتية مثل:
WMA - Windows Media Audio
WAV - Waveform Audio
MIDI - Music Instrument Digital Interface.
AAC - Advanced Audio Coding (AAC)
Ogg Vorbis - A free, open, and un-patented music format
ADPCM - Adaptive Differential Pulse Code Modulation
ASF - Advanced Streaming Format
VQF - Vector Quantization Format

استخدام نسق الـ MP3
العديد منا يستخدم ملفات الـ MP3 لسماع الموسيقى على اجهزة الحاسوب بعد تحميلها من الانترنت وهناك العديد من المزايا للتعامل مع ملفات الـ MP3 على الحاسوب على سبيل المثال استخدام احد برامج تحرير الصوت لتحويل الملفات الصوتي على قرص الليزر المضغوط لتحويل محتوياته إلى ملفات MP3 او العكس اي تحويل ملفات قمت بتحميلها من الانترنت على جهاز الحاسوب وتحويلها الى ملفات صوتية على قرص الليزر كما يمكنك نسخ الاف المقطوعات الموسيقة بنسق MP3 على اسطوانة ليزر وتشغيلها على جهاز الحاسوب.
يمكنك ايضا باستخدام برامج تحرير الصوت من عمل المونتاج الذي تريد مثل اضافة صدى الصوت أو زيادة تكبير الصوت او حذف التشويش والضوضاء او دمج مقطوعين او حذف جزء او غيرها من عمليات التحرير ثم تخزينها بالصورة الجديدة
هذا بالاضافة الى انتشار مشغلات خاصة لتشغيل ملفات الـ MP3 سنتحدث عنها لاحقاً.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/MP3/mp3idea.gif

التكنولوجيا ساعدت في تسهيل تحميل ملفات الموسيقى من الانترنت وتشغيلها على جهاز الحاسوب
تشغيل ملفات الـ MP3
كان في البداية لتشغيل الملفات الصوتية بنسق الـ MP3 تحتاج إلى برنامج خاص تحمله على جهاز الحاسوب لسماع الملفات الصوتية وكان اشهر هذه البرامج هو منتج شركة winamp، ولكن حاليا فإن معظم مشغلات الصوت مثل برنامج Real player وبرنامج Media player الشهيران يمكنهم تشغيل ملفات الـ MP3 بالاضافة الى البرامج الأخرى.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/MP3/MP3.ht1.gif
إذا لم تمتك كمبيوتر كيف يمكن سماع ملفات الـ MP3
طورت العديد من الشركات العالمية مثل سوني وكرياتيف وسامسونج مشغلات لملفات Mp3 التي يتم تحميلها من الحاسوب ونقلها الى تلك الاجهزة ويمكنك ايضا نسخ هذه الملفات على اسطوانات سي دي وسماعها على الاجهزة التي تدعم هذه التكنولوجيا وحاليا اضيفت هذه الخاصية الى مسجلات السيارات الحديثة.
مشغل ملفات الـ MP3 الصوتية

منذ اختراع مشعلات الـ MP3 في عام 1998 وحتى الان تعتبر هذه المشغلات اعظم تطور في مجال اجهزة تشغيل الموسيقى والصوتيات. وذلك للمزايا العديدة التي اضفتها مشغلات الـ MP3 وتميزت بها عن مشغلات الكاسيت والسي دي


مراحل تطور مشغلات الصوت
1877 - Thomas Edison invents the phonograph.
1880s - Nikolai Tesla invents radio.
1887 - Emile Berliner patents gramophone, using flat zinc discs.
1906 - First radiousing a continuous wave of electromagneticMassachusetts's Cape Cod.
1929 -ion (FM) radio introduced
1934 - Joseph Begun builds first tape recorder for broadcasti45 RPM records.
1965 - 8-track magnetic tape introduced
1969 - Internet created
1979 - Sony Walkman cassette player introduced (By 1995, 150 million sold)
1983 - Sony and Philips introduce compact disc technology.
1986 - Sony develops MiniDisc technology, six years prior to its commercial launch in 1992.
1989 - The Fraunhofer Institute in Germany patents MP3 format.
1992 - Phillips introduces the Digital Compact Cassette (DCC). Both Sony (with the MiniDisc) and Phillips (with DCC) hope to takeover where audio cassettes left off.
1998 - First MP3 players introduced (Saehan's MPMan, sold in Korea)

K_A_K_A
07-23-2011, 08:10 PM
تكمله

حيث يمكن ترتيب وتشغيل الاف المقطوعات الموسيقية على جهاز صغير كما هو موضح في الشكل وتصنيفها وترتيبها ويوجد العديد من الاشكال المختلفة لمشغلات الـ MP3 بما فيها اجهزة الجوال التي تدعم ملفات الـ MP3.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/MP3/MP3.ht2.jpg
مشغل Mp3 من أبل ابعاده 9.1 x 5 x 1.3 cm


تكنولوجيا مشغلات الـ MP3
تختلف مشغلات الـ MP3عن مشغل الكاسيت والسي دي في انها لا تحتوي على اية قطع تتحرك ميكانيكية حيث لا توجد تروس او بكرات او موتور لادارة شريط الكاسيت او السي دي حيث تقوم مشغلات الـ MP3 بتشغيل ملفات الكترونية بنفس فكرة تشغيل ملفات الكمبيوتر. وهذا يعد انتقالاً نوعياً في فكرة عمل الاجهزة الصوتية فمراحل تشغيل ملفات الـ MP3 هي:
1 استدعاء ملف MP3 المطلوب من الذاكرة.
2 فك تشفير الملف.
3 تكبير الاشارة الصوتية لتمكين السماعات من اخراج الصوت.

ولاداء هذه المراحل الثلاثة فإن جهاز مشغل الـ MP3 يحتوي على ما يلي:
مدخل للبيانات Data port
ذاكرة Memory
ميكروبروسيسور Microprocessor
معالج الاشارة الرقمية Digital signal processor (DSP)
شاشة عرض Display
ازرار التحكم Playback controls
مخرج للصوت Audio port
مكبر الصوت Amplifier
وحدة تغذية كهربية Power supply

http://www.hazemsakeek.com/QandA/MP3/MP3.ht3.jpg
http://www.hazemsakeek.com/QandA/MP3/MP3.ht4.jpg

K_A_K_A
07-23-2011, 08:11 PM
لوحة الكترونية لمشغل MP3

ويتصل مشغل الـ MP3 بجهاز الكمبيوتر من خلال وصلة USB أو وصلة FireWire وذلك لتبادل المعلومات وتحميل الملفات الصوتية المطلوبة داخل الجهاز.

وتختلف الوسائط المستخدمة من قبل أجهزة الـ MP3 لتخزين الملفات الصوتية وهي
<LI dir=rtl>ذاكرة فلاشInternal Flash memory
<LI dir=rtl>كرت فلاش CompactFlash cards
<LI dir=rtl>ملتيميديا كارت SmartMedia cards
شريحة ذاكرة Memory Stick
هذا بالاضافة الى اماكانية ان تحتوي المشغلات على قرص صلب HardDisk في حالة الحاجة إلى ذاكرة هائلة تصل إلى 40GB مثلاً.

يعتبر الميكروبروسسور Microprocessor العنصر الرئيسي في تشغيل الجهاز وهو يمثل العقل المتحكم في كافة العمليات مثل تلقي تعليمات التشغيل من المستخدم وتنفيذها واظهار المعلومات على شاشة العرض وتطبيق اشارة معالج الاشارة الرقمية الـ DSP على النغمة الصوتية لاعطاء التأثير الصوتي المطلوب.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/MP3/mp3circuit.gif
تشغيل ملفات الـ MP3
أما معالج الاشارة الرقمية الـ DSP فهو عبارة عن تطبيق تأثير صوتي مبرمج مسبقا على النغمة الصوتية مثل كلاسيك او غيره من التأثيرات كما يتحكم في توزيع شدة الصوت على تردد الصوت وهو ما يعرف باسم الجرافك اكولايزر EQ.
أما مكبر الصوت Amplifier فيقوم بتكبير شدة الاشارة الصوتية وارسالها الى مخرج الصوت المرتبط بالسماعات لنتمكن من سماع الصوت من خلالها.
وتعتمد التغذية الكهربية لمشغل الـ MP3 على بطاريات عادية وتبلغ مدة التشغيل من 1- الى 12 ساعة تقريباً.
اما الجزء الرئيسي لمشغل الـ MP3 فعتمد على الذاكرة المستخدمة Memory وسعة الذاكرة تلعب دوراً رئيسياً في تحديد سعر الجهاز وتتنوع الذاكرة المستخدمة حسب الشركة المنتجة للجهاز فهي اما تكون ذاكرة فلاش Flash Memory والتي تتميز بصغر حجمها وخفة وزنها وتتميز ايضا بعدم وجود اي حركة ميكانيكية فهي لا تتأثر بالحركة او الارتجاج، ولكن سعتها التخزينية محدودة وهذا مما يجعل البطارية تعمل لفترات اطول.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/MP3/MP3.ht5.jpg
جهاز MP3 مزود بذاكرة فلاشية

http://www.hazemsakeek.com/QandA/MP3/MP3.ht6.jpg
جهازMP3 مدمج مع نظارة شمسية
اما النوع الثاني من الذاكرة فهو الذي يعتمد على قرص صلب Hard drive والذي يعد اثقل وزناً من ذاكرة الفلاش ولكن يكون ذو سعة تخزينية هائلة تستطيع تحميل ما يزيد عن 70 ساعة صوتية او اكثر ولكن القرص الصلب يعمل من خلال حركة العديد من اجزاءه مثل القرص الصلب المستخدم في اجهزة الكمبيوتر فالحركة والارتجاج الذي قد يتعرض له الجهاز يؤدي الي انقطاع في التسلسل الصوت المنبعث منه وهذا النوع يستنزف البطارية اسرع من ذاكرة الفلاش وفي الاغلب يكون مزود بمحول كهربي بالاضافة الى البطارية.
اما النوع الثالث من الذاكرة المستخدمة فهو القرص المدمج CD والذي يمكنك من نسخ ملفات الـ MP3 التي على جهاز الكمبيوتر على CD وتشغيلها كما لو كانت ملفات صوتية مع الفارق انه يمكن نسخ ما يقارب 150 قطعة موسيقية تبلغ كل قطعة 4 دقائق بنفس جودة الـ Audio CD الذي يحتوي على 12-20 قطعة موسيقية فقط. وتسمي هذه الاجهزة التي تعتمد على التخزين على CD بمشغل MP3 CD وتكون في الاغلب ارخص سعرا من الاجهزة التي تعمل بذاكرة الفلاش.
حديثا طورت شركة سوني ذاكرة للتخزين تسمي MiniDisc لتشغيل كافة الملفات الصوتية الرقمية ويصل سعته التخزينية إلى 1GB او 45 ساعة من الصوت ويمنها تشغيل عدة انواع من الملفات الصوتية مثل MP3 او WMA أو WAV. كما بمكن تخزين ملفات الوورد والاكسيل او ما يعرف بملفات البيانات.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/MP3/MP3.ht7.jpg
جهاز MP3 حديث

K_A_K_A
07-23-2011, 08:12 PM
اثني عشر
فكره عمل البلوتوث

http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/whatis.asp_txt_big_symbol2[1]_small.gif
الاتصال بين الاجهزة المختلفة بدون اسلاك
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/howitworks03202002.jpg

http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/91147-181.jpgتكنولوجيا الاتصال (بلوتوث) اللاسلكية هي مواصفات عالمية لربط كافة الاجهزة المحمولة مع بعضها البعض مثل الكمبيوتر والهاتف النقال والكمبيوتر الجيبي والاجهزة السمعية والكاميرات الرقمية. بحيث تتمكن هذه الاجهزة من تبادل البيانات ونقل الملفات بينها وبنها وبين شبكة الانترنت لاسلكياً. تم تطوير تكنولوجيا الاتصال اللاسلكي البلوتوث بواسطة مجموعة من المهتمين يطلق عليهم اسم Blutooth Special Interest Group GIS


http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/91147-143.jpg
هناك الكثير من الطرق التي من خلالها يمكن ربط الاجهزة الالكترونية مع بعضها البعض مثل توصيل الكمبيوتر بلوحة المفاتيح او بالماوس أو بالطابعة أو بالماسحة الضوئية وذلك من خلال اسلاك التوصيل المؤلوفة. كما يمكن توصيل المفكرة الشخصية الالكترونية بجهاز الحاسوب لتبادل المعلومات من خلال اسلاك خاصة. كما ان جهاز التلفزيون وجهاز الفيديو وجهاز استقبال المحطات الفضائية كلها تتصل مع بعضها من خلال كوابل خاصة ويتم التحكم بها من خلال اجهزة الرموت كنترول التي تعمل في مدى الاشعة تحت الحمراء. اما جهاز التلفون المتنقل يتصل بالقاعدته من خلال امواج الراديو تعمل على مسافة محدودة (50 متر). وجهاز الستيريو يتصل بالسماعات من خلال اسلاك توصيل.
الاجهزة السابقة الذكر وغيرها الكثير تتواجد في كل بيت ويطلق عليها اجهزة الكترونية. وحتى هذا اليوم تترابط هذه الاجهزة من خلال اسلاك توصيل. إن توصيل هذه الاجهزة في اغلب الاحيان مزعج من الناحية الجمالية ومربك من الناحية العملية. وقد يشعر المرء أنه عليه دراسة تخصص الهندسة الالكترونية ليتمكن بنسه من ضبط هذه الاجهزة والاستفادة القصوى منها.
في هذا الموضوع من تفسيرات فيزيائية سوف نقدم شرح مبسط لتكنولوجيا جديدة تعرف باسم البلوتوث التي ستخلصنا من كل هذه المتاعب بالاضافة إلى توصيل اجهزة عديدة مع بعضها البعض لم تكن تخطر على بالنا ان ذلك سيصبح ممكنا في يوم من الايام.

توضيح مشكلة التوصيل بين الاجهزة
ان توصيل جهازين الكترونين مع بعضهما البعض يحتاج إلى توافق في العديد من النقاط، من هذه النقاط نذكر
(1) كم عدد الاسلاك اللازمة لتوصيل جهازين؟ ففي بعض الاحيان يكون سلكين فقط مثل توصيل الستيريو بالسماعات وفي احيان اخرى يتطلب الامر 8 اسلاك أو 25 سلك كالوصلات المستخدمة في الكمبيوتر واجهزته الطرفية.
(2) ما نوع التوصيل المستخدم بين الأجهزة لتبادل المعلومات؟ هل هو على التوالي أم على التوازي؟ فمثلا الكمبيوتر يستخدم الطريقتين للتوصيل من خلال المخارج المثبتة في لوحة الأم فتصل الطابعة مع الكمبيوتر على التوازي أما لوحة المفاتيح والمودم فيتصلا مع الكمبيوتر على التوالي.
(3) ما نوع البيانات المتبادلة بين الأجهزة؟ وكيف تترجم إلى اشارات خاصة تستجيب لها الاجهزة؟ هذا ما يعرف باسم البروتوكول Protocol. وهذا البروتوكولات يتم استخدامها من قبل جميع الشركات المصنعة فمثلاً يمكن توصيل جهاز فيديو من نوع Sony مع جهاز تلفزيون من نوع JVC. وذلك لان البروتوكولات المستخدمة لتبادل المعلومات موحدة مسبقاً.
هذه النقاط التي استخدمها المنتجون (الشركات المصنعة للاجهزة الالكترونية) جعلت من الصعب التحكم في كمية الوصلات المستخدمة حتى ولو تم استخدام اسلاك ملونة للتميز بينها كما أنه لا يمكن ربط كافة الاجهزة الالكترونية مع بعضها البعض مثل الكمبيوتر وملحقاته واجهزة الاتصالات واجهزة الترفيه المنزلية بعضها البعض لان ذلك يتطلب اعداد بروتوكولات جديدة واضافة المزيد من الاسلاك.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/91147-136.jpg
فكرة التوصيل اللاسلكي (البلوتوث Bluetooth)
البلوتوث هي تكنولوجيا جديدة متطورة تمكن من توصيل الاجهزة الالكترونية مثل الكمبيوتر والتلفون المحمول ولوحة المفاتيح وسماعات الرأس من تبادل البيانات والمعلومات من غير اسلاك أو كوابل أو تدخل من المستخدم.
وقد انضمت أكثر من 1000 شركة عالمية لمجموعة الاهتمام الخاص بالبلوتوث Bluetooth Special Interest Group وهي ما تعرف اختصارا بـ SIG وذلك لتحل هذه التكنولوجيا محل التوصيل بالاسلاك

ما الفرق بين البلوتوث والاتصال اللاسلكي
لاشك أن الاتصال اللاسلكي مستخدم في العديد من التطبيقات مثل التوصيل من خلال استخدام اشعة الضوء في المدى الاشعة تحت الحمراء وهي اشعة ضوئية لا ترى بالعين وتعرف باسم تحت الحمراء لان لها تردد اصغر من تردد الضوء الأحمر (ارجع إلى الاشعة الكهرومغناطيسة للمزيد من المعلومات (http://www.hazemsakeek.com/hazemsakeek/QandA/em_wave/emr.htm)).
تستخدم الاشعة تحت الحمراء في اجهزة التحكم في التلفزيون (الرموت كنترول) وتعرف باسم Infrared Data Association وتختصر بـ IrDA كما انها تستخدم في العديد من الاجهزة الطرفية للكمبيوتر. بالرغم من ان الاجهزة المعتمدة على الاشعة تحت الحمراء إلا أن لها مشكلتين هما:
المشكلة الأولى: أن التكنولوجيا المستخدمة فيها الاشعة تحت الحمراء تعمل في مدى الرؤية فقط line of sight أي يجب توجيه الرموت كنترول إلى التلفزيون مباشرة للتحكم به.
المشكلة الثانية: أن التكنولوجيا المستخدمة فيها الاشعة تحت الحمراء هي تكنولوجيا واحد إلى واحد one to one أي يمكن تبادل المعلومات بين جهازين فقط فمثلا يمكن تبادل المعلومات بين الكمبيوتر وجهاز الكمبيوتر المحمول بواسطة الاشعة تحت الحمراء أما تبادل المعلومات بين الكمبيوتر وجهاز الهاتف المحمول فلا يمكن.
تكنولوجيا البلوتوث جاءت للتغلب على المشكلتين سابقتي الذكر حيث قامت شركات عديدة مثل Siemens و Intel و Toshiba, Motorola و Ericsson بتطوير مواصفات خاصة مثبته في لوحة صغيرة radio module تثبت في اجهزة الكمبيوتر والتلفونات واجهزة التسلية الالكترونية لتصبح هذه الاجهزة تدعم تكنولوجيا البلوتوث والتي سيصبح الاستفادة من ميزاتها على النحو التالي:

اجهزة بدون اسلاك: وهذا يجعل نقل الاجهزة وترتيبها في السفر او في البيت سهلا وبدون متاعب.
غير مكلفة بالمقارنة بالاجهزة الحالية.
سهلة التشغيل: تستطيع الاجهزة من التواصل ببعضها البعض بدون تدخل المستخدم وكل ما عليك هو الضغط على زر التشغيل واترك الباقي للبلوتوث ليتحوار مع الجهاز المعني بالامر من خلال الموديول مثل تبادل الملفات بكافة انواعها بين الاجهزة الالكترونية.

تعمل وسيلة اتصال البلوتوث عند تردد 2.45 جيجاهيرتز وهذا التردد يتفق مع الاجهزة الطبية والاجهزة العلمية والصناعية مما يجعل انتشار استخدامه سهل. فمثلا يمكن فتح باب الكارج من خلال اشعة تحت الحمراء يصدرها جهاز خاص لذلك ولكن باستخدام البلوتوث يمكن فتح الكراج باستخدام جهاز الهاتف النقال.

ماذا عن التشويش الذي قد يحدث نتيجة للتداخلات بين الاشارات المتبادلة
من المحتمل أن يتسائل القارئ إذا كانت الاجهزة سوف تبادل المعلومات والبيانات باشارات راديو تعمل عند تردد 2.45 جيجاهيرتز. فماذا عن التداخلات التي قد تسبب في التشويش الذي قد نلاحظه على شاشة التلفزيون عندما تتداخل مع اشارات لاسلكية!!
مشكلة التداخل تم حلها بطريقة ذكية حيث أن اشارة البلوتوث ضعيفة وتبلغ 1 ميليوات إذا ما قورنت باشارات اجهاز الهاتف النقال التي تصل إلى 3 وات. هذا الضعف في الإشارة يجعل مدى تأثير اشارات البلوتوث في حدود دائرة قطرها 10 متر ويمكن لهذه الاشارات من اختراق جدراان الغرف مما يجعل التحكم في الأجهزة يتم من غرفة لاخرى دون الحاجة للانتقال مباشرة للأجهزة المراد تشغيلها.

عند تواجد العديد من الاجهزة الالكترونية في الغرفة يمكن أن يحدث تداخل لاننا ذكرنا أن مدى تأثير البلوتوث في حدود 10 متر وهو اكبر من مساحة الغرفة ولكن هذا الاحتمال غير وارد لان هناك مسح متواصل لمدى ترددات اشارة البلوتوث، وهذا مايعرف باسم spread-spectrum frequency hopping حيث أن المدى المخصص لترددات البلوتوث هي بين 2.40 إلى 2.48 جيجاهيرتز ويتم هذا المسح بمعدل 1600 مرة في الثانية الواحدة. وهذا ما يجعل الجهاز المرسل يستخدم تردد معين مثل 2.41 جيجاهيرتز لتبادل المعلومات مع جهاز أخر في حين أن جهازين في نفس الغرفة يستخدموا تردد آخر مثل 2.44 جيجاهيرتز ويتم اختيار هذه الترددات تلقائيا وبطريقة عشوائية مما يمنع حدوث تداخلات بين الاجهزة، لانه لا يوجد اكثر من جهازين يستخدما نفس التردد في نفس الوقت. وان حدث ذلك فإنه يكون لجزء من الثانية.

بيتك يدعم (البلوتوث Bluetooth)
لنفترض انك حصلت على بيت عصري اجهزته تعمل بتكنولوجيا البلوتوث مثل جهاز تلفزيون ورسيفر وجهاز DVD واجهزة ستيريو سمعية وكمبيوتر وهاتف نقال. كل جهاز مما سبق يستخدم البلوتوث. كيف ستعمل هذه الاجهزة؟
عندما تكون الاجهزة مزودة بتكنولوجيا البلوتوث فإن هذه الاجهزة تتمكن من معرفة المطلوب منها دون تدخل من المستخدم حيث يمكنها الاتصال فيما بينها فتعرف فيما اذا كان مطلوب منها نقل بيانات مثل بيانات البريد الالكتروني من جهاز الهاتف المحمول إلى الكمبيوتر أو التحكم بأجهزة أخرى مثل تحكم جهاز الستيريو بالسماعات. حيث تنشئ شبكة تواصل صغيرة بين الأجهزة وتوابعها تعرف باسم الشبكة الشخصية personal-area network وتختصر PAN أو باسم البيكونت piconet تستخدم كل شبكة احد الترددات المتوفرة في المدى من إلى 2.48 جيجاهيرتز.

K_A_K_A
07-23-2011, 08:13 PM
الثالث عشر
كيف يعمل جهاز السي دي
كيف يعمل جهاز السي دي?
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/audiocd.gif
انتشر استخدام السي دي CD ليحل محل اشرطة الكاسيت المغناطيسية لما تمتاز به هذه التكنولوجيا من ميزات اهمها سعتها التخزينية الكبيرة وجودة المادة المخزنة عليها وعمرها الأفتراضي الطويل، الـ CD متعددة الاستخدامات حيث يمكن استخدامها لتخزين مواد سمعية أو معلومات، ولأهمية هذا الموضوع سنقوم بتوضيح فكرة عمل اقراص السي دي وجهاز قراءة وكتابة هذه الاقراص.
جاءت تسميتها بهذا الاسم (سي دي) من أول أحرف للاسم الإنجليزي
Compact Disk
سي دي CD
السعة التخزينية لأقراص السي دي
يمكن تخزين ما يقارب 74 دقيقة من المعلومات الصوتية على القرص الواحد، وهذا يعادل 740 ميجابيت من المعلومات على القرص الذي يبلغ قطره 12 سم، مما يعني أن المساحة المخصصة لكل بايت على القرص يجب أن تكون متناهية الصغر وبدراسة تركيب قرص لسي دي يمكن فهم كيف يمكن تخزين هذا الكم الهائل من المعلومات على المساحة الصغيرة نسبياً.
مكونات قرص السي دي
يتكون السي دي من البلاستيك بسمك قدره 1.2 مم تعرف باسم polycarbonate وعلى هذه الطبقة يوجد طبقة رقيقة من الألومنيوم اللامع بسمك 1.25 نانومتر مغطاة بطبقة حماية من مادة الاكريلاك acrylic كما في الشكل.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/cd-crosssection.gif
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/discsection.gif

السي دي يحتوي على مسار متصل من البيانات في شكل لولبي يبدأ من الداخل إلى الخارج، وهذا يعني أنه بالامكان تقليل قطر السي دي عن 12 سم إذا رغبنا في ذلك. وفي الحقيقة يوجد بطاقات بحجم بطاقة business cards يمكن وضعها في جهاز قارئ السي دي وتحتوي على بيانات بسعة تخزينية قدرها 2 ميجابيت
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/cd-spiral.gif
وبالنظر تحت المجهر على شكل هذه المسارات اللولبية التي تحتوي على البيانات نجدها تظهر كما في الشكل المقابل على صورة مرتفعات Bits عرضها لايتجاوز 0.5 ميكرون وارتفاعها 125 نانومتر ويفصل بين المسار والذي يليه مسافة تبلغ 1.6 ميكرون. وهذه مساحات متناهية في الصغر وللتوضيح أكثر نفترض أننا قمنا تحويل المسار اللولبي إلى مسار مستقيم سنحصل على شريط عرضه 0.5ميكرون وطوله يتجاوز الـ 5 كيلومتر!! ولقراءة هذه المعلومات نحتاج إلى جهاز خاص هو جهاز الـ CD ROM Drive.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/cd-bumps.gif
مشغل اقراص الـ CD
يقوم جهاز مشغل أقراص السي دي بالبحث عن المعلومات المخزنة في صورة Bits على المسارات اللولبية سابقة الذكر وقراءتها وهذا يتطلب دقة عالية. ويمكن تقسيم مشغل اقراص السي دي إلى ثلاثة اقسام رئيسية هي:

الموتور: يقوم بتدوير قرص السي دي والتحكم بسرعته التي تتراوح من 200-500 دورة في الدقيقة.
الليزر: وهو الاداة المستخدمة لقراءة البيانات من القرص.
الباحث: وهو الذي يقوم بتوجيه شعاع الليزر على المسارات المخصصة للبيانات بدقة فائقة.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/0998working_top.jpg

كما تجدر الاشارة إلى أن مشغل الأقراص يحتوي على قطع الكترونية تقوم بتحويل البيانات المخزنة في صورة رقمية Digital إلى اشارة تناظرية Analogue كما هو الحال في استخدامه لسماع الموسيقى أو لنقل البيانات إلى الكمبيوتر.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/cd-parts.jpg
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/cdwrite3.jpg
إن الوظيفة الاساسية لمشغل اقراص السي دي هي تركيز أشعة الليزر على المسارات التي تحتوي البيانات، حيث تنفذ أشعة الليزر من الطبقة البلاستيكية لتسقط على طبقة الألومنيوم العاكس، وحيث أن المسارات تحتوي على البيانات على شكل Bits متقطعة مما يسبب في اختلاف انعكاس شعاع الليزر على هذه المناطق والمناطق التي لاتحتوي على البيانات وبالتالي يكون الشعاع المنعكس عبارة عن نبضات متقطعة هي بمثابة 0 , 1 هذه النبضات المتقطعة يقرأها فوتوديود يحول النبضات الضوئية إلى تيار كهربي. تقوم اجهزة الكترونية في مشغل اقراص السي دي بتفسير هذه التيارات الكهربية الناتجة من الـ Bits المخزنة على القرص وتحويلها إلى معلومات.


من المهم التحكم في موقع شعاع الليزر على المسار اللولبي خلال دوران القرص المرن وهذا يتم من خلال موتور خاص مبرمج لتحريك الليزر بسرعات تتناسب مع سرعة دوران البيانات على القرص حيث أن سرعة تدفق البيانات تساوي حاصل ضرب السرعة الزاوية للقرص في نصف قطر المسار. ولهذا يجب على الموتور المتحكم في تحريك الليزر أن يتباطأ كلما اتجهنا من المسار الداخلي إلى المسار الخارجي. لنحافظ على معدل تدفق ثابت للبيانات.


شكل البيانات المخزنة على السي دي
يستطيع كل شخص ان يخزن البيانات التي يريدها على قرص السي دي إذا امتلك جهاز قراءة وكتابة وكل ما عليه هو تحديد نوع البيانات اذا كانت بيانات كمبيوتر CD-ROM أو موسيقى CD-DA فيقوم البرنامج بعملية الكتابة دون تدخل منا ولكن هذه العملية البسيطة تخفي تعقيدات بحاجة إلى متخصص لفهم ألية تخزين البيانات على السي دي وهذا ما يعرف بألية التشفير data encoding methodology. والتي يجب أن تراعى النقاط التالية:


توجيه الليزر بين مناطق البيانات المخزنة مثل بداية المقطوعة الموسقية ونهايتها والمقطوعة التي تليها.
أن يتضمن التشفير كاشف للخطأ الناجم عن الخطأ في تفسير بعض الـ Bits وهذا مايعرف بـ error-correcting codes.
الخدوش التي قد تحدث عن الاستخدام الخاطئ لقرص السي دي مما ينتج عنه انقطاع في تدفق البيانات.

K_A_K_A
07-23-2011, 08:14 PM
الرابع عشر

فكره عمل شاشات البلازما
فكرة عمل شاشات البلازما
http://www.hazemsakeek.com/QandA/plasma_display/plasma1.jpg
مبدأ عمل شاشات البلازما يعود إلى العام 1964 في جامعة الينويز الأمريكية، ولم تكن الفكرة اكبر من شاشة مكونة من نقطة ضوء تم منذ ذلك اوقت وحتى نهاية الستينات العمل على تطوير شاشة متكاملة من نقط الضوء هذه وهذه الشاشة كانت صغيرة وتعطي صور غير واضحة وكانت فكرة الحصول على شاشة مسطحة وكبيرة وجودة عالية في ذلك الوقت كمشهد من الخيال العلمي، ولكن مع تطور العالم الرقمي تم الوصول إلى شاشات عالية الجودة وتغطي مساحة كبيرة حديثا سمعنا على شاشات تلفزيونية من نوع اخر تسمى شاشات البلازما plasma flat panel display هذه الشاشات يمكن ان تصل الى 60 انش أو أكثر وسمكها لا يزيد عن 15 سنتيمتر ويمكن تعليقها على الجدار كالصورة هذا بالاضافة إلى العديد من المزايا والخصائص التي تعطي رفاهية ومتعة مشاهدة أكثر من التلفزيونات التقليدية.
وللتعرف اكثر على فكرة عمل هذه الشاشات التي بدأت تنتشر بكثرة يجب اولاً أن نلقى بعض الضوء على فكرة عمل الشاشات التقليدية. فمنذ أكثر من 70 عاماً اعتمدت اجهزة التلفزيون على شاشات الكاثود Cathod ray tube. حيث تتكون شاشات الكاثود من مدفع الكتروني في انبوبة مفرغة وتنطلق الالكترونات المعجلة باتجاه شاشة فسفورية، وباستخدام مجالين كهربيين متعامدين يمكن مسح الشعاع الالكتروني على الشاشة بمعدل يصل الى 25 مرة في الثانية، تعمل الالكترونات عند سقوطها على ذرات الفسفور المونة للشاشة على اثارتها مما تجعلها تعطي ضوء لتتخلص من اثارتها. هذا الضوء المنبعث من تلك العناصر الضوئية (ذرات الفسفور) تكون الصورة التي نشاهدها. هذه الصورة التي نحصل عليها من شاشات الكاثود صورة واضحة ومقبولة ولكن حجم الشاشة الكبير مما يعني عمق كبير لجهاز التلفزيون ويصبح الجهاز ثقيل ويشغل حيز كبير من الغرفة الموجود بها.

ماهي البلازما؟
نعلم ان شاشات الكاثود في التلفزيون الملون تعمل من خلال تقسيم الشاشة إلى مربعات صغيزة تسمى البكسل pixelوهو عنصر الصورة ويكون هناك ثلاثة بيكسلات لكل من الالوان الاساسية وهي الأحمر والأخضر والأزرق وتكون موزعة على مساحة الشاشة وعند اصطدام الالكترونات بأي من هذه البكسلات يعطي ضوء بلون البكسل وهذا يكون الصورة
تعمل شاشات البلازما بنفس الآلية حيث يوجد يتكون كل بكسل من ثلاث ألوان (الأحمر والأخضر والأزرق) ولكن لا يوجد الشعاع الالكتروني ولا يوجد الشاشة الفوسفورية انما يتم توليد هذه الالوان الثلاثة في كل بكسل من خلال fluorescent lights ضوء فلورسنت ومن خلال التحكم ودرجة شدة كل ضوء فلورسنت ينتج اللون المطلوب وهذا يحدث على كل بكسلات الشاشة وعندها تتكون الصورة الكاملة.
يتم توليد ضوء الفلورسنت من خلال البلازما، والبلازما هي غاز متأين حيث تكون ذرات الغاز منزوعة منها الكتروناتها ويصبح الغاز مكون من ايونات موجبة الشحنة والكترونات سالبة الشحنة. وبالطبع هذا الغاز (البلازما) يحدث في ظروف خاصة مثل أن يكون الغاز داخل مجال كهربي كبير ناتج عن فرق جهد عالي مما يؤدي إلى انجذاب الالكترونات إلى الطرف الموجب والأيونات إلى الطرف السالب فتصطدم الالكترونات مع الايونات مما يؤدي الى أثارة ذرات الغاز في البلازما وينتج عن هذه الاثارة تحرر طاقة في صورة فوتونات ضوئية كما هو الحال في المصابيح الفلوريسنت التي نستخدمها للاضاءة.
يتم في شاشات البلازما استخدام غاز مكون من ذرات النيون وذرات الزينون وعند اثارة هذا الغاز بالطريقة سابقة الذكر نحصل على فوتونات في مدى الترددات الفوق بنفسجية التي لا ترى بالعين المجردة ولكن هذه الفوتونات تستخدم للاثارة للحصول على فوتونات بترددات في المدى المرئي.
نظرة أعمق في فكرة عمل شاشات البلازما
تتوزع ذرات النيون وذرات الزينون على ألاف الخلايا المحصورة بين لوحين من الزجاج المنطقة رقم (2) و (6) الموضحة في الشكل. يتصل باللوح الزجاجي الأمامي (2) الكترود يسمى الكترود العرض Display Electrode ويتصل باللوح الزجاجي الخلفي (6) الكترود العنونة Address Electrode. وبالتالي تصبح كل خلية ضوئية (تحتوي على ذرات النيون والوينون) محاطة بالكترود العرض من الامام والكترود العنونة من الخلف.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/plasma_display/plasma2.gif
تحيط مادة عازلة غير موصلة للكهرباءdielectric material الكترود العرض ومغطاة بطبقة واقية من اكسيد الماغنيسيوم لتكون بين الخلية الضوئية ولوح الزجاج الأمامي.
كما هو موضح في الشكل المقابل اللون الأصفر للالكترود الأمامي والخلفي والخلايا ضوئية الموضحة باللون الأزرق ويوجد بجانبها خلية ضوئية خضراء وأخرى حمراء، كذلك موضح الطبقة الواقية الشفافة من MgO.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/plasma_display/plasma3.jpg
بنظرة شمولية اكثر نلاحظ في الشكل التالي كيف تترتب الخلايا الضوئية على مساحة الشاشة وتقسم الشاشة الى وحدات صغيرة تسمى عناصر الصورة وتدعى بكسل وكل بكسل عبارة عن ثلاثة خلايا ضوئية للألوان الأحمر والأخضر والأزرق. ونلاحظ أيضا اشرطة الالكترود (اللون الاصفر) بحيث تكون مرتبة في صفوف متوازية ويكون الكترود العنونة ممدد على طول الخلايا الضوئية ذات اللون الواحد ويكون الكترود العرض ممددا على طول البكسل.وهذا يكون على طول وعرض الشاشة مما يشكل في النهاية شبكة من الالكترود

http://www.hazemsakeek.com/QandA/plasma_display/plasma4.jpg
وعملية تأين الغاز في داخل اية خلية ضوئية يتحكم فيه كمبيوتر خاص للشاشة حيث يتحكم في توجيه الشحنة الكهربية الى الالكترودين المتعامدين فيحدث التفريغ الكهربي في تلك الخلية وتتكرر هذه العملية الاف المرات في جزء من الثانية.
عندما يشحن الالكترودين المتعامدين (المتقاطعين) يصبح هناك فرق جهد بينهما فيمر تيار كهربي في تلك الخلية الضوئية التي تحتوي غاز النيون والزينون فيتأين الغاز ويتحول إلى بلازما وتنطلق اشعة كهرومغناطيسية (فوتونات) فوق بنفسجية.
تعمل الاشعة الفوق بنفسجية المنطلقة من البلازما على اثارة المادة الفسفورية المغلفة للخلية الضوئية حيث تمتص الكترونات ذرات الفسفور فوتون الاشعة فوق البنفسجية وينتقل الالكترون الى مستويات طاقة أعلى وعند عودة الالكترون المثار الى مستوى طاقته الأصلي يعطي ضوء في المدى المرئي.
كما ذكرنا سابقا فإن كل بكسل مكون من ثلاث خلايا ضوئية وكل خلية ضوئية مغلفة من الداخل بمادة فسفورية تعطي ضوء أحمر والثانية تعطي ضوء أخضر والثالثة تعطي الضوء الأزرق (أي أن هناك ثلاث انواع مختلفة من الفسفور لكل خلية ليعطي الألوان الأساسة).
وبالتحكم بشدة تيار النبضات الكهربية الموجهة بواسطة الكمبيوتر إلى الخلايا الضوئية المختلفة يمكن الحصول على خليط من الألوان الاساسية لتعطي في المحصلة كل الالوان الممكنة. وحيث أن التحكم يصل إلى كل بكسل فإن الصورة الناتجة من الشاشة ذات دقة عالية مهما كانت الزاوية التي ننظر إليها إلى الشاشة.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/plasma_display/plasma5.gif
ميزات شاشات البلازما
وزن الشاشة خفيف ومسطحة تماماً وسمكها لا يزيد عن 15 سنتيمتر مما يجعل تعليقها على الجدران ممكن.
مدى رؤية كبير يصل إلى 160 درجة وصورة واضحة والوان زاهية ودقة عالية.
لا تتأثر بالمجالات المغناطيسية حولها وبالتالي يمكن تثبيت نظام سمعي عالي الجودة دون القلق على التأثير المغناطيسي للسماعات على الشاشة.

عيوب شاشات البلازما
هذه الشاشات تصنيعها معقد وتكنولوجيا متقدمة وباهظة الثمن حيث سعرها يتراوح من 4000 دولار الى 15 ألف دولار ولكن تدريجيا سيهبط السعر مع انتشارها واستبدالها بالشاشات التقليدية.

K_A_K_A
07-23-2011, 08:16 PM
الخامس عشر

فكره عمل شاشات البلورات السائلهlcd

فكرة عمل شاشات البلورات السائلة LCD
http://www.hazemsakeek.com/QandA/LCD/lcdmonitor.jpg
تعتبر شاشات العرض الوسيلة التي تمكن الانسان من الاستفادة من التكنولوجيا وقد نقصد بشاشات العرض هنا الشاشات بمختلف انواعها فهناك الشاشات التي تعتمد على شعاع الإلكتروني أو الشاشات التي تعتمد شاشت البلازما وكل نوع من هذه الأنواع له فكرة عمل فيزيائية مختلفة ولكن في هذا الموضوع سنركز على شاشات البلورات السائلة. ولهذا فإن شاشات العرض تحيط بنا من كل جانب وتدخل في تركيب العديد من الأجهزة الإلكترونية وتكون بأحجام صغيرة مثل شاشات الساعات أو شاشات السي دي او الجوال وقد تكون بأحجام كبيرة مثل شاشات أجهزة الكمبيوتر المحمول أو شاشات التلفزيون التي يصل حجمها إلى 60 انش. تنوع احجام شاشات البلورات السائلة وتميزها بصغر سمكها ساهم على انتشارها بشكل كبير وجعلها تدخل في العديد من التطبيقات التكنولوجية.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/LCD/lcd-calc.jpg
شاشة من البلورات السائلة كجزء من آلة حاسبة
ربما يتسأل القارىء عن مصطلح البلورات السائلة لانه من الاسم يبدو ان هناك تناقض في كون البلورات صلبة مثل الكوارتز وكونها بلورات سائلة فما هي هذه المادة التي تجمع الخاصيتين معاً؟ في هذه المقالة سوف نقوم بشرح ذلك مع توضيح لفكرة عملها كشاشات تعرض الصور والحروف والكلمات.

البلورات السائلة Liquid Crystals
نعلم أن المواد في الطبيعة اما في الحالة الصلبة أو السائلة أو الغازية. فالحالة الصلبة تكون فيها جزيئات المادة مرتبة باتجاه محدد وفي مواقع محددة بالنسبة لبعضها البعض أي لا تتحرك. أما في الحالة السائلة فإن جزيئاتها تكون في حالة حركة مستمرة ولا يجمعها اتجاه ترتيب محدد. ولكن هناك بعض المواد تكون في حالة وسطية أي بين السائل والصلب حيث تحافظ جزيئات المادة في هذه الحالة على اتجاه ترتيبها كما في جزيئات المادة الصلبة ولكن في نفس الوقت تتحرك مثل جزيئات الحالة السائلة، وهذا يعني أن البلورات السائلة هي ليست حالة صلبة وليست حالة سائلة ولكن بين الحالتين معا ومن هنا جائت التسمية بالبلورات السائلة.
إذا هل يمكن ان نعتبر أن البلورات السائلة تتصرف مثل المواد الصلبة أو المواد السائلة؟ في الحقيقة ان البلورات السائلة اقرب إلى المواد السائلة منها إلى المواد الصلبة. باعتبار ان ارتفاع بسيط في الحرارة بحولها الى سائل. ولهذا فإن البلورات السائلة حساسة للتغيرات في درجان الحرارة.

أنواع البلورات السائلة
كما يوجد العديد من المواد السائلة أو العديد من المواد الصلبة، فإن هناك العديد من أنواع البلورات السائلة، تتواجد البلورات السائلة في عدة اطوار مختلفة تعتمد على درجة الحرارة وطبيعة المواد التي تصنع منها والنوع المخصص لصناعة الشاشات هو من الطور الدوار او المتحرك nematic phase، ويمتاز هذا الطور في ان البلورات السائلة تتأثر بالتيار الكهربي. وهناك نوع محدد من البلورات السائلة ذات الطور الدوار يستخدم في شاشات العرض هو الطور الدوار الملتوي twisted nematicsويرمز له TN. وعندما تتعرض البلورات ذات الطور الدوار الملتوي إلى تيار كهربي فإنها تصبح غير ملتوية وتعتمد درجة الإلتواء على شدة التيار الكهربي. تستخدم تكنولوجيا شاشات البلورات السائلة هذه الخاصية (خاصية الإلتواء) في التحكم في مرور الضوء خلالها.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/LCD/lcd-types.jpg
صورة توضح البلورات السائلة عند تكبيرها بواسطة ميكروسكوب

تصنيع شاشة من البلورات السائلة
يختلف الأمر عند الانتقال من تصنيع شريحة لمادة من البلروات السائلة عنه في حالة تصنيع شاشة عرض من البلورات السائلة. وهناك اربعة حقائق يجب ان تتوفر لانتاج شاشات عرض من البلورات السائلة.
<LI dir=rtl>الحقيقة الأولى ظاهرة استقطاب الضوء.
<LI dir=rtl>الحقيقة الثانية ان البلورات السائلة تسمح بمرور الضوء وتغير من استقطابه.
<LI dir=rtl>الحقيقة الثالثة طبيعة تركيب البلورات السائلة تتغير بتغير التيار الكهربي.
الحقيقة الرابعة وجود مواد شفافة موصلة للكهرباء.

شرح مبسط على ظاهرة استقطاب الضوء
اضغط على الزر
شاشات البلورات السائلة LCD هي عبارة عن أداة تستخدم الحقائق الاربعة السابقة لتظهر الصورة!
لتصنيع شاشة عرض من البلورات السائلة نستخدم لوحين من الزجاج المستقطب للضوء وهو عبارة عن مواد من البوليمر تحتوي على شرائح ميكروسكوبية (لا ترى بالعين المجردة) تغطي احد سطحي لوح الزجاج الذي لا يحتوي على شريحة الاستقطاب. يتم ضبط الشرائح الميكروسكوبية لتكون في نفس اتجاه الاستقطاب الشريحة المثبتة على السطح المقابل. تتم بعد ذلك اضافة طبقة رقيقة من البلورات السائلة ذات الطور الدوار. تعمل طبقة الشرائح الميكروسكوبية على توجيه البلورات السائلة لتصطف في اتجاه تلك الشرائح. يتم وضع الطبقة الأخرى من الزجاج ولكن مع التأكد ان شريحة الاستقطاب عمودية على اتجاه استقطاب الشريحة الأولي. تترتب الطبقات المتعاقبة من البلورات السائلة ذات الطور الدوار الملتوي بعضها فوق بعض من بدوران تدريجي يصل إلى 90 درجة بالنسبة لترتيب الطلقة الأولى.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/LCD/lcdhw.jpg

K_A_K_A
07-23-2011, 08:17 PM
تكمله

عندما يسقط الضوء على الشريحة الزجاجية الأولي فإنها تعمل على استقطاب الضوء، ومن ثم تعمل جزيئات البلورات السائلة في كل طبقة على توجيه الضوء إلى الطبقة التي تليها مع تغير مستوى استقطاب الضوء. وعندما يصل الضوء للطبقة الأخيرة من طبقات البلورات السائلة فإنه يكون مستقطب في نفس اتجاء جزيئات تلك الطبقة وبالتالي ينفذ الضوء منها.
عند تطبيق مجال كهربي على جزيئات البلورات السائلة فإنها لا تلتوي وبالتالي فإن الضوء لا يمكن ان ينفذ من الجهة الأخرى.

<LI dir=rtl>Light Waves شعاع ضوئي.
<LI dir=rtl>Polarized Panels طبقة الزجاج المغطي بشريحة رقيقة من مواد مستقطبة للضوء.
<LI dir=rtl>Electrods طبقة رقيقة من مادة شفافة موصلة للتيار الكهربي.
Liquid Crystals طبقات جزيئات البلورات السائلة.
الزر على اليسار يعمل على تطبيق مجال كهربي على البلورات السائلة، ففي حالة وجود مجال كهربي لايخرج الضوء ولكن عند فصل المجال الكهربي ينفذ الضوء

بعد ان فهمنا الفكرة الفيزيائية لعلم شاشات العرض التي تعتمد على البلورات السائلة والتي تتلخص في تمرير الضوء وحجبه عن طريق التحكم في ترتيب البلورات السائلة من خلال مجال كهربي. اذا كيف يمكن ان نصنع شاشة بلورات سائلة.
نبدأ بتوفير شريحتين متقابلتين من الزجاج بينهما طبقة من البلورات السائلة ويضاف إليهما طبقتين من مادة شفافة موصلة للكهرباء electrodes. وتكون ترتيب الطبقات كما هو موضح في الشكل التالي:
http://www.hazemsakeek.com/QandA/LCD/lcd-screen.jpg

الطبقة A عبارة عن القاعدة او الطبقة الخلفية وهي مرآة عاكسة لضوء.
الطبقة B عبارة عن طبقة من الزجاج عليه طبقة رقيقة تعمل على استقطاب الضوء.
الطبقة C عبارة عن طبقة شفافة موصلة من مادة indium-tin oxide لتوصيل التيار الكهربي.
الطبقة D عبارة عن طبفة البلورات السائلة وتكون فوق الطبقة الموصلة تماماً.
الطبفة E طبقة من الزجاج وعليه ايضا طبقة رقيقة من مادة مستقطبة للضوء ولكن في اتجاه عمودي على محور استقطاب الطبقة الأولى.

يوصل الالكترود بمصدر تيار كهربي مثل بطارية وعندما لا يمر تيار فإن الضوء يعبر من الطبقة الاول لشاشة البلورات السائلة سيصل إلى المرآة وينعكس عنها. ولكن عندما يمر التيار الكهربي من خلال الالكترود فإن البلورات السائلة الموجودة بين الالكترود والجهة المقابلة لها والتي تشكل مستطيل ستمنع الضوء من الوصول الى المرآة مما يظهر منطقة معتمة على شاشة العرض.
لاحظ أن شاشة البلورات السائلة LCD تتطلب مصدر ضوء خارجي. حيث أن مادة البلورات السائلة لاتصدر الضوء بنفسها. الشاشات الصغير في الأغلب تكون عاكسة بمعنى انها تعرض الصورة من خلال انعكاس ضوء من مصدر خارجي. فمثلا لو نظرنا إلى شاشة بلورات سائلة في ساعة اليد الرقمية فإن الأرقام تظهر عندما يمر تيار كهربي من خلال الإلكترود إلى مجموعة معينة من البلورات السائلة فتلتف لتعمل على حجب الضوء فتظهر منطقة معتمة تعطينا صورة الرقم كما في الشكل الموضح أدناه.

أما في شاشات الكمبيوتر المحمول أو الشاشات الحديثة من نوع الـ LCD فإنها تستخدم مصابيح فلوريسنت (http://www.hazemsakeek.com/QandA/Phloresent.htm) فوقها أو على الجوانب أو في خلف الشاشة نفسها. وتعمل لوحة تشتيت للضوء مثبتة خلف شاشة البلورات السائلة لضمان توزيع منتظم لشدة الضوء على مساحة شاشة العرض. وحيث أن الطبقات التي تأتي فوق المصدر الضوئي هي عبارة عن شاشة البلورات السائلة بما تحتويه من طبقات مختلفة مثل طبقة الالكترود وطبقة البلورات السائلة نفسها وغيرها يعمل على امتصاص كمية كبيرة من ضوء المصدر الضوئي قد تصل إلى 50%!
في المثال الموضح في عرض الفلاش أدناه نشاهد لوحة الإلكترود وكيف أن إلكترود مفرد يتحكم في استجابة البلورات السائلة من خلال تمرير شحنة كهربية. وإذا تخيلنا أن هناك من يتحكم في ارسال الشحنات الكهربية التي تمر عبر الالكترود فإنه يمكن تكوين صورة من خلال قيام البلورات السائلة بحجب الضوء ومنعه من الوصول إلى الشاشة الخارجية وبالتالي يمكن أن نعرف الآن لماذا تكون معالم الصورة على شاشة البلورات السائلة تكون سوداء.

K_A_K_A
07-23-2011, 08:18 PM
تكمله
أنظمة شاشات البلورات السائلة
النظام البسيط يسمى common-plane-based LCD أي شاشة عرض البلورات السائلة ذات القاعدة المشتركة، وهي تستخدم في الحالات التي تتطلب عرض مكرر للمعلومات مثل شاشات الساعات أو شاشات المثبتة على لوحة تحكم فرن الميكروويف.
النظام الأكثر تعقيداً وهو المستخدم في شاشات الكمبيوتر وهناك نظامين هما passive matrix والثاني active matrix.

نظام الـ passive matrix
يستخدم هذا النظام شبكة بسيطة تمثل عناصر الصورة على الشاشة والتي تعرف بالبكسيل pixel لتزويد عنصر صورة محدد بالشحنة الكهربية. تتركب الشبكة من طبقتين من الزجاج تسمى القاعدة substrate. احد هاتين القاعدتين يحتوي على مجموعة من أعمدة والقاعدة الزجاجية الثانية تحتوي على مجموعة من الصفوف وكلاً من الاعمدة والصفوف عبارة عن مواد موصلة للكهرباء وفي الأغلب هي indium-tin oxide. يتم توصيل الأعمدة والصفوف بدائرة متكاملة integrated circuits تتحكم في توقيت ارسال الشحنة الكهربية إلى عنوان محدد برقم العامود ورقم الصف الذي يجب أن تصل له الشحنة الكهربية. تكون طبقة البلورات السائلة بين هاتين القاعدتين الزجاجيتين وتثبت طبقة الاستقطاب خرج القاعدتين. ولتشغيل احد عناصر الصورة pixel يتم ارسال شحنة كهربية عبر الدائرة المتكاملة إلى العمود والصف المحددين لعنصر الصورة فيعملان على التأثير على البلورات السائلة بينهما فتعمل تلك البلورات السائلة على منع الضوء من المصدر الخلفي للشاشة عند تلك الـ pixel.

نظام الـ Active Matrix
تم تطور النظام السابق لتلافي عدة عيوب منها بطء الاستجابة للحركة السريعة خصوصاً إذا قمت بتحريك مؤشر الماوس على الشاشة بسرعة كبيرة فكانت الصورة تظهر حركة المؤشر مع ظهور خيالات لها، ولكن في النظام الجديد الذي يعرف بنظام الـ active matrix فلا يوجد مثل هذا العيب حيث يعتمد نظام العرض هذا على شريحة رقيقة من الترانسيستورات thin film transistors وتختصر بـ TFT، ويظهر هذا الرمز عند وصف مواصفات الشاشة. وببساطة فإن مجموعة كبيرة من التراتسيستورات والمكثفات المتناهية في الدقة مرتبة على شكل شبكة على قاعدة زجاجية substrate. يتم توجيه الشحنة الكهربية ايضا من خلال دوائر متكاملة تربط شبكة الترانسيستورات والمكثفات التي تمثل عناصر الصور وتكون وظيفة المكثفات هو الاحتفاظ بالشحنة لحين دورة المسح refresh cycle. كما انه إذا تم التحكم بدقة بكمية الشحنة التي يجب ان تصل إلى المكثف فيكن التأثير على دورات البلورات السائلة بزواية محددة مما تعمل على حجب الضوء بنسب متفاوتة وتعتمد على كمية الشحنة المرسلة لمكثف البكسيل المحدد. مما تستطيع هذه الشاشات من عرض 256 درجة رمادية متفاوتة بين الأبيض والاسود في حين أن النظام السابق لا يظهر مكونات الصورة إلا بلونين هما اللون الأبيض واللون الأسود.

كيف تظهر البلورات السائلة الألوان
نحصل على الألوان في شاشات البلورات السائلة من خلال استخدام ثلاثة طبقات مرشحة filter للألوان الأساسية وهي الأحمر والأخضر والأزرق. وبتحكم دقيق لكمية الشحنة يمكن الحصول على 256 درجة مختلفة لكل لون، وبدمج كافة الدرجات لكل الألوان يمكن أن نحصل على 16.8 مليون لون مختلف وهي عبارة عن حاصل ضرب 256 درجة للون الأحمر في 256 درجة للون الأخضر في 256 درجة للون الأزرق. كما في الشكل التوضيحي أدناه.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/LCD/lcd-color1.jpg
كل هذه الألوان تتطلب عدد هائل من الترانسيستورات، وعلى سبيل المثال فإن شاشة جهاز كمبيوتر محمول تدعم دقة عرض resolution تصل إلى 1024x768. يعني أنها تحتوي على عدد من الترانسيستورات يساوي حاصل ضرب 1024 عمود في 768 صف في 3 لكل لون ليساوي 2,359,296 ترانسيستور على مساحة الشاشة!
أي خلل يحدث لواحد من هذه الترانسيستورات يظهر مباشرة على الشاشة في شكل نقطة معتمة ولهذا تخضع الشاشات من هذا النظام لفحص دقيق قبل استخدامها وتسويقها.

مستقبل شاشات البلورات السائلة
لازالت الأبحاث مستمرة لتطوير هذه التكنولوجيا التي من المتوقع خلال السنوات القليلة القادمة ان تستبدل شاشات الكاثود التقليدية لخفة وزنها وقلة سمكها وقلة استهلاكها للطاقة ووضوح صورتها، وتم عمل الابحاث العلمية على تطوير البلورات السائلة نفسها لتشمل البلورات الدوارة الفائقة super twisted nematics (STN) وكذلك البلورات الدوارة المزدوجة المسح dual scan twisted nematics (DSTN) وغيرها الكثير (اعتمد على التسمية الانجليزية لان الترجمة للمصطلحات غير معربة)، وكذلك يجري البحث العلمي على انتاج شاشات البلورات السائلة بمساحات عرض كبيرة ويجب على القارئ ان يدرك سبب ارتفاع ثمن شاشات البلورات السائلة التي تزيد مساحة العرض عن 40 انش وذلك لصعوبة تصنيعها مع العلم ان الشاركات المنتجة لتلك الشاشات تتلف 50% منها لفشلها بعد عملية التصنيع ولذلك يتم تحميل ثمن التالف على ثمن السليم، وجدير يالذكر ان زيادة مساحة الشاشة يزيد من عرضت وجود كمية كبيرة من الترانسيستورات لا تعمل مما يسبب في استبعاد تلك الشاشات واتلافها.

K_A_K_A
07-23-2011, 08:19 PM
السادس عشر
فكره عمل محرك السياره

فكرة عمل محرك السيارة

http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/026_small.jpgيعتبر محرك السيارة من التطبيقات العملية لعلم الديناميكا الحرارية حيث أن هذا العلم يركز على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية. ولا شك ان كل شخص يمتلك سيارة أو يستخدمها للتنقل من مكان إلى آخر.. فهل سألت نفسك يوما كيف يعمل محرك السيارة وما دور كل قطعة فيه لتجعل السيارة تسير بسرعات تصل إلى 200 كيلومتر في الساعة. واعتقد انه من الضروري على كل شخص يستخدم السيارة معرفة ماذا يجري بعد تشغيلها وخصوصا عن حدوث عطل ما والذهاب إلى الميكانيكي لإصلاحها وقد نجهل تماماً ماذا فعل لإصلاحها؟ وما هي قطعة التي قام بتغيرها؟ كذلك عند شراء سيارة جديدة فإن ثمنها يعتمد على مواصفاتها فماذا تعني سعة المحرك 2 ليتر أو إنها تحتوي على 6 صمامات أو إنها تعمل بطريقة ضخ الوقود Fuel Injection وغيره من هذه الأمور.. في هذا الجزء من تفسيرات فيزيائية سوف نقوم بتوضيح فكرة عمل محرك السيارة والتعرف على مكوناته...

ماكنة الاحتراق الداخلي
تنقسم المحركات إلى نوعين نوع يعرف باسم ماكنة الاحتراق الخارجي external combustion engine وهو المستخدم قديما في محركات القطارات البخارية والسفن البحرية حيث يتم استخدام الطاقة الحرارية الناتجة من حرق الفحم لتبخير الماء واستخدام ضغط البخار في دفع المكابس التي بدورها تكون متصلة بعامود الحركة لإدارة العجلات ولكن هذا النوع من المحركات قل استخدامه لقلة كفاءته وصعوبة تصنيعه وصيانته، أما النوع الثاني فيعرف باسم ماكنة الاحتراق الداخلي internal combustion engines وهو المستخدم حاليا في اغلب السيارات لما لهذه المحركات من كفاءة في التشغيل وسهولة تزويد السيارة بالوقود وتكلفة تصنيعها اقل نسبياً من المحركات الاحتراق الخارجي.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/engine-potato-cannon.gifلتوضيح فكرة عمل ماكنة الاحتراق الداخلي والتي على أساسها يعمل محرك السيارة سنقوم بتشبيه ذلك على نحو قذيفة المدفع القديمة التي قد نشاهدها في الأفلام السينمائية القديمة حيث يقوم الشخص بوضع بودرة البارود في الطرف الخلفي للمدفع ومن ثم يقوم بوضع الكرة المعدنية في فوهة المدفع. ولإطلاق القذيفة يتم إشعال البارود لتتولد طاقة حرارية هائلة تزيد مقدار الضغط الذي يتجه إلى دفع الكرة المعدنية بقوة من فوهة المدفع..
قد يتساءل القارئ عن العلاقة بين فكرة عمل المدفع السابق الذكر ومحرك السيارة؟؟ في الواقع إن ما يحدث داخل محرك السيارة مشابه تماماً من ناحية المبدأ لفكرة عمل المدفع السابق الذكر، فهذه هي فكرة عمل الاحتراق الداخلي حيث أن الطاقة الحرارية الناتجة عن احتراق البارود تولدت داخل مكونات المحرك نفسها لتعطي طاقة الدفع الناتجة عن ارتفاع في درجة الحرارة والضغط.

خطوات عمل محرك السيارة
يعمل محرك السيارة ذو الاحتراق الداخلي من خلال دورة متكاملة يمكن تقسيمها إلى اربعة اشواط اساسية نذكرها على النحو التالي:
(1) شوط الأخذ Intake stroke (2) شوط الانضغاط Compression stroke
(3) شوط الاحتراق Combustion stroke
(4) شوط العادم Exhaust stroke
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/car_en1.gif

نرى في الشكل السابق الجزء الأساسي من المحرك والذي يسمى المكبس Piston وهو الجزء المماثل للمدفع في المثال السابق. يتصل المكبس بعامود الحركة crank shaft الرمز P في الشكل التوضيحي. وبدوران عامود الحركة يمكن إعادة المكبس إلى وضعه الابتدائية كما ويعمل هذا الجزء على تحويل الحركة الرأسية للمكبس إلى حركة دائرية.

وصف الدورة الكاملة لمحرك السيارة
(1) شوط الأخذ: يبدأ المكبس عمله في الحركة من أعلى موضع له ليتحرك إلى الأسفل حيث يكون صمام الإدخال مفتوح ليدخل خليط من الوقود والهواء إلى داخل اسطوانة الاحتراق. وتكون نسبة الوقود صغيرة بالنسبة للهواء ولكن كافية لإحداث الاحتراق. وهذا الشوط موضح في الفترة المحددة باللون الأصفر.
(2) شوط الانضغاط: يغلق صمام الأخذ عندما يبدأ المكبس في الحركة للأعلى ليضغط خليط الوقود والهواء وترتفع درجة حرارته تدريجياً ليساعد على رفع كفاءة الاحتراق. وهذا الشوط موضح في الشكل الجانبي باللون البنفسجي.
(3) شوط الاحتراق: في اللحظة التي يصل إليه المكبس إلى أعلى ارتفاع له يصبح الخليط عند ضغط عالي تنطلق شرارة كهربية لينتج عنها احتراق (انفجار) للوقود المكون للخليط فترتفع كلا من درجة الحرارة والضغط ارتفاعاً هائلاً لتدفع المكبس بقوة للأسفل. وهذا الشوط موضح في الشكل الجانبي باللون البرتقالي.
(4) شوط العادم: عندما يصل المكبس في حركته للاسفل إلى ادنى قيمة له يفتح صمام العادم لتخرج نواتج الاحتراق من المكبس ومنه إلى العادم خارج السيارة ويرتفع المكبس نتيجة لدوران ناقل الحركة إلى الاعلى طاردا ما تبقى من نواتج الاحتراق ليبدأ دورة جديدة بسحب كمية جديدة من الهواء والوقود. وهذا الشوط موضح في الشكل الجانبي باللون الاخضر.
مرة اخرى لا حظ ان حركة المكبس كانت دائما حركة رأسية للأعلى وللأسفل ولكن هذه الحركة تتحول بواسطة الجزء المغمور في الزيت (لتقليل الاحتكاك) من حركة رأسية إلى حركة دائرية ليأخذها عمود ناقل الحركة crank shaft ليدير عجلات السيارة والتي ستحرك السيارة للأمام أو للخلف.

مكونات محرك السيارة
الاسطوانة Cylinder
هذا هو الجزء الرئيسي للمحرك وعادة ما تحتوي محركات السيارات على اربعة اسطوانات أو ستة أو ثمانية وفي هذه الحالة يتم ترتيب الاسطوانات في المحرك بثلاثة أوضاع فإما تكون مرتبة على خط مستقيم أو ترتب في خطين متوازيين أو على شكل حرف V كما هو موضح في الشكل التالي


ترتيب الاسطوانات في خط مستقيم
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/engine-inline-4.gifترتيب الاسطوانات في خطين متوازيين
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/engine-flat-4.gifترتيب الاسطوانات على خطين بزاوية حادة تعمل شكل حرف V
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/engine-v-6.gif
يلعب ترتيب وعدد الاسطوانات في محرك السيارة دوراً رئيسيا في نعومة حركة المحرك وكفاءته وكذلك سعر السيارة.
البوجيه
Spark plugوهي التي تولد الشرارة الكهربية في لحظة انضغاط الخليط لتحدث الاحتراق وللعلم في محركات الديزل لا توجد هذه القطعة حيث يحترق الوقود نتيجة لارتفاع حرارته.الصمامات Valvesلكل اسطوانة صمامين واحد لادخال الوقود والهواء والثاني لاخراج ناتج الاحتراق وكلاهما يفتحا ويغلقا حسب الشوط ولكن في حالة شوط الانضغاط يغلغا تماما.المكبس Piston
وهو قطعة من الصلب تتحرك للأعلى والاسفل داخل الاسطوانة.حلقات المكبس
Piston ringsتوجد حلقات المكبس بين الجزء الخارجي للمكبس والجزء الداخلى للاسطوانة لتسمح بحركة المكبس دون السماح لتسرب خليط الوقود والهواء أو ناتج الاحتراق من التسرب كذلك تمنع من تسرب الزيت إلى داخل الاسطوانة. وعادة ما يحتاج المحرك إلى تغيير هذه الحلقات إذا لوحظ نقصان متكرر في معدل الزيت لانه يكون قد تسرب إلى داخل الاسطوانة.
غرفة الاحتراق
Combustion chamber
وهي المساحة التي يحدث فيها الانضغاط والاحتراق وكما لاحظنا فهي تتغير بين قيمة صغرى (عند الانضغاط) وقيمة عظمى (عند سحب الخليط). إن الفرق بين القيمة العظمى والقيمة الصغرى تسمى الاازاحة Displacement وتقاس بوحدة الليتر أو السنتمتر المكعب (1000 سنتمتر مكعب تعادل لتر). فإذا كان المحرك يحتوي اربعة اسطوانات بحيث أن كل اسطوانة تعمل ازاحة نصف لتر يكون سعة المحرك 2 لتر، أما اذا كان عد الاسطوانات 6 على شكل حرف V فإن سعة المحرك في هذه الحالة تكون 3 لتر وتكتب "3.0 liter V-6."
بصفة عامة سعة المحرك يعطى معلومات عن قوة المحرك. فمحرك يعمل ازاحة بمقدار نصف ليتر يستهلك وقود ضعف ما يستهلكه اسطوانة تعمل ازاحة مقدارها ربع ليتر وهذا يعني ان قوة المحرك ذو السعة الاكبر تكون اعلى من المحرك ذو السعة الاقل.
يمكن زيادة ازاحة المحرك أما بزيادة عدد الاسطوانات أو بزيادة حجم الاسطوانة نفسها أو زيادة الاثنين معاً.
عمود التوصيل
Connecting rodوهو العمود الذي يوصل المكبس مع عمود ناقل الحركة Crank shaft والذي يجعله يدور في حركة دائرية
Crank shaftوهو الذي يعمل على تحريك المكبس للأعلى وللأسفل.
وعاء الزيت Sumpوهو وعاء يحتفظ بالزيت ليغمر عمود ناقل الحركة Crank shaft.


سبب عدم عمل المحرك
في حالة عدم قبول محرك السيارة من العمل فإن هذا يعود إلى خلل ما وحيث أنك اصبحت على دراية بفكرة عمل المحرك فإن العديد من الاسباب يمكن ان تسبب في عدم تشغيل المحرك ولكن هناك ثلاثة اسباب رئيسية نذكرها على النحو التالي:

K_A_K_A
07-23-2011, 08:20 PM
تكمله

http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/off[1].gif خلل في خليط الوقود والهواء:

وهذا يعود لاحد الاسباب التالية:

نقص كمية الوقود اللازم لتشغيل المحرك فيدخل الهواء بدون الوقود فلايحدث الاحتراق.
انسداد في منفذ الهواء فيدخل الوقود بدون كمية هواء كافية فلا يعمل المحرك.
كمية الوقود اما تكون اكثر أو اقل من اللازم فيحدث خلل في الاحتراق الناتج.
وجود شوائب في الوقود مثل بعض الماء الذي سيمنع الوقود من الاحتراق.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/off[1].gif ضعف في شوط الانضغاط
وهذا يعود إلى وجود تسريب في الاسطوانة تمنع من عدم الوصول إلى الضغط المطلوب الذي سيتحول إلى قوة دافعة لتحريك السيارة وخذا التسريب يعود في أغلب الاحيان إلى اهتراء في الحلقات المبطنة للاسطوانة نتيجة للحرارة العالية أو تسريب في المكان الذي يثبت فيه رأس الاسطوانة مع الاسطوانة نفسها حيث يوجد gasket وهي قطعة تثبت في اطار محدد لتضمن احكام اغلاق رأس الاسطوانة.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/off[1].gif تسرب الشرارة الكهربية
خلل يصيب مولد الشرارة (spark) نتيجة لكسر في احد طرفيه أو ان توقيت الشرارة يحدث في غير الوقت المطلوب كما ذكرنا سابقا.

الجزء الخارجي للمحرك
الجزء الداخلي للمحرك والمكون من الاسطوانة لا يمكن ان يعمل بدون الاجزاء الأخرى التابعة له فدورة المحرك تمر بعد ذلك خلال العديد من الحلقات المتكاملة المتزامنة فهناك دورة لماء التبريد ودورة كهربية مسؤولة عن توزيع الشرارة الكهربية على الاسطوانات وهناك دائرة التغذية الكهربية لشحن البطارية ودورة الوقود والهواء ودورة التحكم باغلاق وفتح الصمامات وكل هذه الدورات يجب ان تعمل معا وبشكل متكامل واي خلل في احدها يؤدي إلى توقف المحرك بعد احداث خلل فيه.

دورة التحكم باغلاق وفتح الصمامات

في المحركات الحديثة يثبت عمود ناقل الحركة أعلى الصمامات حيث أن دورانه يؤدي إلى التحكم في فتح واغلاق الصمامات من خلال القطع المعدنية (باللون الاخضر) المثبتة على ذراعه.
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/engine-cam.gif


توزيع الشرارة الكهربية يوضح الشكل المقابل الدائرة الكهربية المسؤولة عن توزيع شرارة الاحتراق. لا حظ دور الدتربيوتر distributor (باللون الاحمر) في توزيع الكهرباء على الـ Spark. حيث أنه موصل في مصدر فرق الجهد العالي عند المنتصف ويخرج منه اربعة توصيلات لكل اسطوانة بحيث تحصل كل اسطوانة على الكهرباء في الوقت المناسب.

الرسومات التوضيحية من موقع كيف تعمل الاشياء http://www.howstaffworks.com

رفع كفاءة محرك السيارة للحصول على قوة دفع اكبر

هناك العديد من العوامل التي يمكن من خلالها رفع كفاءة المحرك ويسعى منتجي السيارات لتعديل هذه المتغيرات للحصول على نتائج أفضل وهذه العوامل هي:
<LI dir=rtl>زيادة الإزاحة
<LI dir=rtl>زيادة نسبة الانضغاط
<LI dir=rtl>تبريد الهواء الداخل للاسطوانة
<LI dir=rtl>تسهيل مرور الهواء للاسطوانة
<LI dir=rtl>تسهيل خروج العادم من الاسطوانة بعد الاحتراق
<LI dir=rtl>صناعة السيارة من مواد خفيفة الوزن
ضخ الوقود بنسب احتياج كل اسطوانة لتقليل الاستهلاك.

K_A_K_A
07-23-2011, 08:22 PM
وما زال فيه الكثير من الاجهزه
بس بعدين

عشان تعبت وشويه وخارج:)

Mr EsLaM
07-23-2011, 08:43 PM
بقولك ايه هو الموضوع حلو صراحه ومفيد جدا وعلشان اقرائه يتطلب جهد كبير منى علشان القرائه
ولكن يتطلب منك تنسيق للموضوع

انا عملت تنسيق لاول مشاركه بس المشاركه رقم 2 او 3 فى كلام انجليزى مش عارف هل تابع للموضوع ولا لاء


وحلى فونت الكتابه الحجم 4

وخلى الفونت الخطوط اختار ما يناسب لعرض موضوعك

+

خلى الكلام والصور باستخدم هذه الايكونه

التوسيط
http://bbs.arab.91.com/images/arab2/editor/justifycenter.gif

هكتفى بالقراءه بس التعديل منك لان 34 مشاركه للتعديل هموت فيها

وتسلم ايدك على هذه المعلومات منك نستفيد

محمود.
07-23-2011, 08:47 PM
مشكور على المجهود الرائع بس انا زهقت من العلوم بأنواعها

K_A_K_A
07-23-2011, 08:58 PM
بقولك ايه هو الموضوع حلو صراحه ومفيد جدا وعلشان اقرائه يتطلب جهد كبير منى علشان القرائه


ولكن يتطلب منك تنسيق للموضوع

انا عملت تنسيق لاول مشاركه بس المشاركه رقم 2 او 3 فى كلام انجليزى مش عارف هل تابع للموضوع ولا لاء


وحلى فونت الكتابه الحجم 4

وخلى الفونت الخطوط اختار ما يناسب لعرض موضوعك

+

خلى الكلام والصور باستخدم هذه الايكونه

التوسيط
http://bbs.arab.91.com/images/arab2/editor/justifycenter.gif

هكتفى بالقراءه بس التعديل منك لان 34 مشاركه للتعديل هموت فيها

وتسلم ايدك على هذه المعلومات منك نستفيد




ههههههه مش فاضي انسق لاني لما ارجع البيت هحاول اجيب اجهزه كمان</
>نسق انت

مش انت مشرف وليا حق عليك

كلها ايام واكون مشرف واناطحك<

واقولك تعمل هالشي تعمله
نسق حبيبي مش فاضي

بعد ما اخلصه لو قدرت وفيه وقت اوووك هحاول

Mr EsLaM
07-23-2011, 09:06 PM
ههههههه مش فاضي انسق لاني لما ارجع البيت هحاول اجيب اجهزه كمان</
>نسق انت

مش انت مشرف وليا حق عليك

كلها ايام واكون مشرف واناطحك<

واقولك تعمل هالشي تعمله
نسق حبيبي مش فاضي

بعد ما اخلصه لو قدرت وفيه وقت اوووك هحاول


لالالالا مهو انا مش هقعدلك ساعه تنسيق واسيب الباقى يولع
وواجب عليك تنسق وتتعلم :p

يلا ورينا شطارتك صاحب الموضوع ومش عارف ينسق دا كلام بردو

اشرب شاى وانتا بتنسق لان عندى شغل كتير بالمنتدى

ودماغى بتطير :cool:

بس بكون سعيد

K_A_K_A
07-23-2011, 09:17 PM
لالالالا مهو انا مش هقعدلك ساعه تنسيق واسيب الباقى يولع

وواجب عليك تنسق وتتعلم :p

يلا ورينا شطارتك صاحب الموضوع ومش عارف ينسق دا كلام بردو

اشرب شاى وانتا بتنسق لان عندى شغل كتير بالمنتدى

ودماغى بتطير :cool:

بس بكون سعيد



ههههههههه انا صابر عليك وهفضل صابر

بس احترس هنفجر فيك مره واحده
منغاظ منك مش عارف ليه

حظك حلو اوي لو بقيت مشرف:p
هوريك الايام النفسجي في عز الفجر:)

عاشق الجنان
07-23-2011, 11:35 PM
دا موضوع

او منهج دراسي :eek:


تسلم الايادي ياحبي

لكن اعتذر عن عدم القراءة بجد طويل جدا جدا

لكن بحاول اقراء واستفيد

وبإذن الله اضع ملاحظاتي

K_A_K_A
07-24-2011, 01:35 AM
دا موضوع


او منهج دراسي :eek:


تسلم الايادي ياحبي

لكن اعتذر عن عدم القراءة بجد طويل جدا جدا

لكن بحاول اقراء واستفيد

وبإذن الله اضع ملاحظاتي



وتسلم لي حبيبي
وعقبال ما اشوفك عالم زيهم بس ما اظنها:p

DR.MANO
07-24-2011, 01:50 AM
تسلم ايدك معلومات روعه بس القرائه ممله لطول الموضوع شكرا ليك على المعلومات اقيمه

eagle2010210
07-24-2011, 02:07 AM
ههههههههه انا صابر عليك وهفضل صابر

بس احترس هنفجر فيك مره واحده
منغاظ منك مش عارف ليه

حظك حلو اوي لو بقيت مشرف:p
هوريك الايام النفسجي في عز الفجر:)

شكل كده اصبح فيه منافسين معي:)
بالنسبه للموضوع شكله حاله هاقرأه واقول رأيي فيه ان شاء الله

K_A_K_A
07-24-2011, 02:10 AM
شكل كده اصبح فيه منافسين معي:)


بالنسبه للموضوع شكله حاله هاقرأه واقول رأيي فيه ان شاء الله


شهاده اعتز بيها حبيبي

وانا وانت واحد مش تفرق

Flower Life
07-24-2011, 03:18 AM
مشكوووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووور على تعبك بالموضوع
وتستحق كلمات الشكر لكن يعجر لساني عن شكرك

تقبل مروري :)

^tigersolo^
07-24-2011, 03:33 AM
ماشاء الله ياجميل موضوع حلو والله مشاركاتك حلوة بس عارف انها سرقة:p

redtiger5000
07-24-2011, 07:03 AM
يا عينى على المواضيع المفيده الجامده
هو ده الاداء العالى
تسلم يا معلم على المجهود الجبار ده و الشغل العالى ده

K_A_K_A
07-24-2011, 01:58 PM
يا عينى على المواضيع المفيده الجامده
هو ده الاداء العالى
تسلم يا معلم على المجهود الجبار ده و الشغل العالى ده



مشكور ررر~~~

K_A_K_A
07-24-2011, 02:00 PM
ماشاء الله ياجميل موضوع حلو والله مشاركاتك حلوة بس عارف انها سرقة:p


هههههههه طيب هجيب المعلومات والصور دي منين

هو ابويا

اديسون مخترع المصباع:p

K_A_K_A
07-24-2011, 02:01 PM
مشكوووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووور على تعبك بالموضوع
وتستحق كلمات الشكر لكن يعجر لساني عن شكرك

تقبل مروري :)

تقبلته ومشكوره

The Brigade
07-24-2011, 07:06 PM
الف الف الف شكر ب اماااااااااااااااااااانه

ولك مني تقيم امتيااااااز

¤¤~KiNglOflWaR
07-24-2011, 07:23 PM
هاذي الهليكبتر هههههههههههههه هي جوبر قنر
مال كود 6

¤¤~KiNglOflWaR
07-24-2011, 07:24 PM
موضوع حلى بعد