زجاج محروق

نسخة طبق الأصل (بحجم أصغر) من العدسة المحترقة التي كان يملكها جوزيف بريستلي ، في مختبره

العدسة المحروقة هي عدسة محدبة كبيرة تُركّز أشعة الشمس على مساحة صغيرة، فتسخنها وتشعل سطحها . وتُحقق المرايا المحروقة تأثيرًا مشابهًا باستخدام أسطح عاكسة لتركيز الضوء. وقد استُخدمت في الدراسات الكيميائية في القرن الثامن عشر لحرق المواد في أوعية زجاجية مغلقة، حيث كان من الممكن جمع نواتج الاحتراق لتحليلها. وكانت العدسة المحروقة أداةً مفيدةً في الأيام التي سبقت سهولة تحقيق الإشعال الكهربائي.

تاريخ

رسم توضيحي يعود لعام 1658 يصور أشعة الشمس وهي تُركز لإشعال النار

عُرفت تقنية حرق الزجاج منذ القدم، كما وصفها كتّاب يونانيون ورومانيون سجّلوا استخدام العدسات لإشعال النيران لأغراضٍ مختلفة. [ 1 ] أشار بليني الأكبر إلى استخدام أوانٍ زجاجية مملوءة بالماء لتركيز حرارة ضوء الشمس بدرجة كافية لإشعال الملابس، بالإضافة إلى العدسات المحدبة التي استُخدمت لكيّ الجروح . [ 2 ] يشير بلوتارخ إلى مرآة مُحرقة مصنوعة من مرايا معدنية مثلثة متصلة، نُصبت في معبد العذارى الفيستاليات . يذكر أريستوفان العدسة المُحرقة في مسرحيته "السحب " (424 ق.م.). [ 3 ]

ستريبسيادس. هل رأيت من قبل حجراً جميلاً وشفافاً عند الصيدلي، يمكنك استخدامه لإشعال النار؟

يُقال إن عالم الرياضيات اليوناني الهلنستي أرخميدس استخدم منظارًا مُكبِّرًا كسلاح في عام 212 قبل الميلاد، عندما حاصر ماركوس كلاوديوس مارسيلوس، قائد الجمهورية الرومانية، مدينة سيراكوز . ويُزعم أن الأسطول الروماني قد أُحرق، إلا أنه في نهاية المطاف سقطت المدينة وقُتل أرخميدس. [ 4 ]

لافوازييه مع العدس الحار التابع للأكاديمية الفرنسية للعلوم

أدت أسطورة أرخميدس إلى ظهور قدر كبير من الأبحاث حول العدسات المحروقة حتى أواخر القرن السابع عشر. وقد عمل باحثون مختلفون من العالم المسيحي في العصور الوسطى إلى العالم الإسلامي على العدسات المحروقة، بمن فيهم أنثيميوس الترالي (القرن السادس الميلادي)، وبروكلس (القرن السادس الميلادي؛ [ 5 ] الذي يُزعم أنه دمر بهذه الوسيلة أسطول فيتاليان الذي كان يحاصر القسطنطينيةوابن سهل في كتابه "في حرق المرايا والعدسات" (القرن العاشر الميلادي)، والهيثم في كتابه "البصريات" (1021)، [ 6 ] وروجر بيكون (القرن الثالث عشر الميلادي)، وجيامباتيستا ديلا بورتا وأصدقاؤه (القرن السادس عشر الميلادي)، وأثناسيوس كيرشر وجاسبار شوت (القرن السابع عشر الميلادي)، والكونت دي بوفون في عام 1740 في باريس.

على الرغم من أن الفيلسوف اليوناني أرسطو قد أشار إلى تأثيرات الكاميرا المظلمة في القرن الرابع قبل الميلاد، فقد وصف علماء الموهية الصينيون المعاصرون في فترة الممالك المتحاربة، الذين جمعوا كتاب "موزي"، تجاربهم مع المرايا المحترقة وكاميرا الثقب . [ 7 ] وبعد بضعة عقود من وصف ابن الهيثم للكاميرا المظلمة في العراق، كان رجل الدولة الصيني شين كو من أسرة سونغ أول من وصف بوضوح العلاقة بين البؤرة في المرآة المقعرة ، ونقطة الاحتراق، وكاميرا الثقب كظواهر إشعاعية منفصلة في كتابه " مقالات بركة الأحلام " (1088). [ 8 ] وبحلول أواخر القرن الخامس عشر، كان ليوناردو دافنشي أول من قدم ملاحظات مماثلة في أوروبا حول البؤرة وكاميرا الثقب. [ 9 ]

استُخدمت العدسات المحروقة في القرن الثامن عشر من قِبل كلٍّ من جوزيف بريستلي وأنطوان لافوازييه في تجاربهما للحصول على أكاسيد داخل أوعية مغلقة تحت درجات حرارة عالية. وشملت هذه الأكاسيد ثاني أكسيد الكربون الناتج عن حرق الماس، وأكسيد الزئبق الناتج عن تسخين الزئبق . وقد ساهم هذا النوع من التجارب في اكتشاف بريستلي لـ" الهواء منزوع الفلوجستون "، والذي أصبح يُعرف باسم الأكسجين، بعد أبحاث لافوازييه. [ 10 ]

يتضمن الفصل 17 من كتاب ويليام بيتس لعام 1920 بعنوان "الرؤية المثالية بدون نظارات" ، والذي يجادل فيه المؤلف بأن مراقبة الشمس مفيدة لمن يعانون من ضعف البصر، صورة لشخص "يركز أشعة الشمس على عين مريض بواسطة عدسة مكبرة". [ 11 ]

استخدم السير همفري ديفي ومايكل فاراداي العدسة المحترقة لدوق توسكانا الأكبر لحرق ماسة في الأكسجين في 27 مارس 1814.

يستخدم

الحرب: منذ أسطورة أرخميدس

أول قصة تُشبه قصة الزجاج المحترق تعود إلى أرخميدس، الذي استخدمه لأغراض الحرب، عام ٢١٢ قبل الميلاد. عندما حاصر ماركوس كلاوديوس مارسيلوس مدينة سيراكوز، يُزعم أن الأسطول الروماني أُحرق باستخدام مرآة مقعرة مصنوعة من النحاس الأصفر تُركز ضوء الشمس، وليس الزجاج بحد ذاته. وسواء حدث ذلك فعلاً أم لا، فقد سقطت المدينة في النهاية وقُتل أرخميدس. [ ١٢ ]

في عام 1796، خلال الثورة الفرنسية وبعد ثلاث سنوات من إعلان الحرب بين فرنسا وبريطانيا العظمى، التقى الفيزيائي إتيان غاسبار روبرت بالحكومة الفرنسية واقترح استخدام المرايا لحرق سفن البحرية الملكية البريطانية الغازية . لكنهم قرروا عدم الأخذ باقتراحه. [ 13 ]

الاستخدام المنزلي: إشعال النار بطريقة بدائية

صورة مقرّبة لعدسة فريسنل مسطحة . يمكن استخدام هذه العدسة الرقيقة والخفيفة الوزن وغير القابلة للكسر والمنخفضة التكلفة كعدسة محروقة في حالات الطوارئ.
عدسة حرق بدائية الصنع، باستخدام عدسة التلسكوب ، تُستخدم لحرق ورقة شجر.

لا تزال العدسات المُحرقة (التي تُسمى غالبًا عدسات النار ) تُستخدم لإشعال النيران في الأماكن المفتوحة والبدائية. [ 14 ] تتخذ العدسات المُحرقة الكبيرة أحيانًا شكل عدسات فريسنل ، المشابهة لعدسات المنارات ، [ 15 ] بما في ذلك تلك المستخدمة في الأفران الشمسية . [ 16 ] تُستخدم الأفران الشمسية في الصناعة لإنتاج درجات حرارة عالية للغاية دون الحاجة إلى وقود أو كميات كبيرة من الكهرباء. وتستخدم أحيانًا مصفوفة كبيرة من المرايا المكافئة (بعض المنشآت يصل ارتفاعها إلى عدة طوابق) لتركيز الضوء بكثافة عالية.

الدين: النار المقدسة

في مختلف الأديان، تُستخدم الزجاجة المشتعلة لإشعال نوع من النار المقدسة .

من القرن السابع إلى القرن السادس عشر، استخدم المسيحيون عدسة مكبرة لإشعال نار عيد الفصح خلال قداس ليلة عيد الفصح . وقد شرح القديس بونيفاس للبابا زكريا أنه كان يُشعل نار سبت النور الجديدة باستخدام عدسة بلورية تُركّز أشعة الشمس. وذُكرت هذه العملية أيضًا في الكتب الليتورجية حتى صدور المرسوم البابوي الروماني عام ١٥٦١. [ ١٧ ]

في كمبوديا ، يُستخدم المِجْر المكبّر منذ القدم لحرق جثث الملوك، ومؤخراً لجنازة الملك سيهانوك . ويُجهّز محرقة جثث الملك تقليدياً على يد كهنة باكوس من القصر الملكي في اليوم الأخير من مراسم الجنازة التي تستمر أسبوعاً. تُوضع قطع صغيرة من خشب العود العطري تحت المِجْر المكبّر حتى تشتعل. ويُستخدم الخشب المتوهج لإشعال الشموع ونقل النار إلى الحاضرين، الذين يأخذون شموعهم المضاءة إلى منازلهم عادةً. [ 18 ]

الرياضة: إشعال الشعلة الأولمبية

يتم إشعال الشعلة الأولمبية التي تُحمل في أرجاء البلد المضيف للألعاب الأولمبية بواسطة زجاج مشتعل، في موقع أولمبيا القديمة في اليونان. [ 19 ]

أُجريت عدة اختبارات عملية على مر القرون لتقييم صحة أسطورة أرخميدس المذكورة أعلاه، بما في ذلك اختبار أجراه الكونت دي بوفون (حوالي عام 1747)، والموثق في بحث بعنوان "اختراع مرايا برونزية لإغراق سفينة برونزية من مسافة بعيدة"، وتجربة أخرى أجراها جون سكوت، والتي وُثِّقت في بحث نُشر عام 1867. [ 20 ] في عام 1973، قام العالم اليوناني الدكتور يوانيس ساكاس، بدافع الفضول لمعرفة ما إذا كان أرخميدس قد استخدم بالفعل "مرآة محروقة" لتدمير الأسطول الروماني عام 212 قبل الميلاد، بترتيب ما يقرب من 60 بحارًا يونانيًا، يحمل كل منهم مرآة مستطيلة موجهة لالتقاط أشعة الشمس وتوجيهها نحو سفينة خشبية على بُعد 160 قدمًا. اشتعلت النيران في السفينة على الفور. قال ساكاس بعد التجربة إنه لم يكن لديه أدنى شك في أن المخترع العظيم كان قادرًا على استخدام مرايا برونزية لإغراق السفينة الرومانية. [ 21 ]

مع ذلك، فإن مراعاة ظروف المعركة تجعل مثل هذا السلاح غير عملي، وقد دحضت الاختبارات الحديثة هذه الادعاءات. أجرى فريق من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تجربة عام 2005، خلصت إلى أنه على الرغم من صحة النظرية بالنسبة للأجسام الثابتة، فمن غير المرجح أن تتمكن المرايا من تركيز طاقة شمسية كافية لإشعال سفينة في ظروف المعركة. [ 22 ] أُجريت تجارب مماثلة في برنامج "ميثباسترز" التلفزيوني العلمي الشهير في أعوام 2004 و 2006 و 2010 ، وتوصلت إلى نتائج مماثلة بناءً على فرضية هذه الأسطورة المثيرة للجدل.

مع ذلك، نجحت إحدى حلقات برنامج " روابط هندسية" لريتشارد هاموند، والمتعلقة بمرصد كيك (الذي يعتمد زجاجه العاكس على مرآة أرخميدس)، في استخدام مرآة منحنية أصغر بكثير لحرق نموذج خشبي، على الرغم من أن النموذج المصغر لم يكن مصنوعًا من نفس جودة المواد المستخدمة في برنامج "ميثباسترز" . [ 23 ] [ 24 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. شيروود، أندرو ن.؛ نيكوليتش، ميلوراد؛ همفري، جون و.؛ أوليسون، جون ب. (2019). التكنولوجيا اليونانية والرومانية: كتاب مصادر للنصوص اليونانية والرومانية المترجمة . روتليدج . ص  25. ISBN 978-1138927896.
  2. بلانتزوس، ديميتريس (1997). "البلورات والعدسات في العالم اليوناني الروماني". المجلة الأمريكية لعلم الآثار . 101 (3): 451-464 . doi : 10.2307/507106 . JSTOR 507106. S2CID 193082510 .  
  3. أريستوفان. "السحب" . أرشيف كلاسيكيات الإنترنت . دانيال سي. ستيفنسون، ويب أتوميكس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 فبراير 2018 .
  4. ماير، فيك (1986)، تاريخ الملاحة البحرية في العالم الكلاسيكي، روتليدج، رقم ISBN 978-0-7099-3565-0
  5. هون، ويليام (1857). كتاب المائدة: أو، الترفيه اليومي والمعلومات المتعلقة بالرجال البارزين، والعادات، والأوقات، والفصول، والاحتفالات، وصنع الفرح، والتحف، والمستجدات، التي تشكل تاريخًا كاملاً للسنة . لندن: ويليام تيج وشركاه. ص 813. 
  6. رشدي راشد (1990)، "رائد في علم الانعكاس: ابن سهل عن حرق المرايا والعدسات"، إيزيس 81 (3)، ص 464-491 [464-468].
  7. نيدهام، جوزيف. العلم والحضارة في الصين، المجلد الرابع، الجزء الأول: الفيزياء والتكنولوجيا الفيزيائية (ملف PDF) . ص 98. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 3 يوليو 2017. تم الاطلاع عليه في 5 سبتمبر 2016 . 
  8. نيدهام، جوزيف. العلم والحضارة في الصين، المجلد الرابع، الجزء الأول: الفيزياء والتكنولوجيا الفيزيائية (ملف PDF) . الصفحات 97-99 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 3 يوليو 2017. تم الاطلاع عليه في 5 سبتمبر 2016 . 
  9. نيدهام، جوزيف. العلم والحضارة في الصين، المجلد الرابع، الجزء الأول: الفيزياء والتكنولوجيا الفيزيائية (ملف PDF) . ص 99. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 3 يوليو 2017. تم الاطلاع عليه في 5 سبتمبر 2016 . 
  10. جوزيف بريستلي، تجارب وملاحظات على أنواع مختلفة من الهواء، المجلد 2 (1776)
  11. بيتس، ويليام هـ. (1920). "الفصل 17: الرؤية في الظروف الصعبة: فائدة للعين" . رؤية مثالية بدون نظارات . نيويورك: دار نشر سنترال فيكسيشن. الصفحات 183-197 . ISBN  88-900756-3-5.{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  12. ماير، فيك (1986)، تاريخ الملاحة البحرية في العالم الكلاسيكي، روتليدج، رقم ISBN 978-0-7099-3565-0
  13. بيرنز، بول. " تاريخ اكتشاف فن السينما: الفصل السادس، 1750-1799 ". تم الاطلاع عليه في 29 يوليو 2007.
  14. "زجاج النار" . Primitivefire.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 ديسمبر 2012 .
  15. جورج أ. ماكبيث (1914). "عدسات المنارة" . وقائع جمعية المهندسين في غرب بنسلفانيا . 30 : 245.
  16. إتش بي جارج، جيه براكاش (2000). الطاقة الشمسية: الأساسيات والتطبيقات . دار نشر تاتا ماكجرو هيل للتعليم. ص 305. ISBN  9780074636312.
  17. ^ دي فيلييه ، هنري (30 مارس 2021). "La réforme de la Semaine Sainte de 1955 – 7ème Partie – La Vigile pascale" . الموقع الرسمي لمدرسة Schola Sainte-Cécile (باللغة الفرنسية) . تم الاسترجاع في 26 أبريل 2021 .
  18. «الملك والملكة الأم يقدمان النار لجلالة الملك» . راديو آسيا الحرة . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 أبريل 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أبريل 2021 .
  19. "تاريخ مسيرة الشعلة الأولمبية" . دورة الألعاب الأولمبية لندن 2012. مؤرشف من الأصل في 19 يوليو 2012. تم الاطلاع عليه في 27 نوفمبر 2012 .
  20. غبور، غريغوري (7 فبراير 2010). "برنامج ميثباسترز سبق الجميع بـ 130 عامًا! (شعاع أرخميدس المميت)" . جماجم في النجوم . تم الاطلاع عليه في 7 ديسمبر 2022 .
  21. "أرخميدس ومراياه المحترقة، حقيقة أم خيال؟" . www.mlahanas.de . تاريخ الاطلاع: 7 ديسمبر 2022 .
  22. "2.009 عمليات هندسة المنتج: أرخميدس" . مؤرشف من الأصل في 12 ديسمبر 2017. تم الاطلاع عليه في 5 ديسمبر 2009 .
  23. ريتشارد هاموند، اتصالات هندسية، الموسم الأول، الحلقة الثالثة - مرصد الفضاء السحيق - كيك، هاواي ، تم الاطلاع عليه في 7 ديسمبر 2022
  24. ميتكالف، نيك (23 ديسمبر 2010)، مراقب الفضاء العميق ، اتصالات هندسية ، تم الاطلاع عليه في 7 ديسمبر 2022

للمزيد من القراءة

  • كيم، مي غيونغ (2008) [2003]. الألفة، ذلك الحلم المراوغ: تاريخ الثورة الكيميائية . التحولات: دراسات في تاريخ العلوم والتكنولوجيا. كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262612234.
  • تيمبل، روبرت. الشمس البلورية ، رقم ISBN 0-7126-7888-3.
  • مناظير كومبيرينتيا. Brennspiegel im latinischen Mittelalter. Quellenauszüge و Übersetzungen و Zeichnungen Bearb. فون هورست كرانز، sl 2026. 230 Seiten. زينودو. https://zenodo.org/records/20201461
  • شعار ويكيميديا ​​كومنزالوسائط المتعلقة بـ "النظارات المحترقة" على ويكيميديا ​​كومنز