لماذا يظهر لنا أحيانا في أفلام السينماء
أن عجلات العربات تدور إلى الوراء؟!

ربما لاحظت عند مشاهدة أحد أفلام رعاة البقرWestern، ان عجلات العربة التي تنطلق بعيدا عن سواها من العربات، تدور للأمام لأول وهلة ثم تبدأ بالدوران إلى الخلف قبل أن تتحرك بشكل طبيعي.

ونلاحظ الظاهرة نفسها في مشهد تلفزيوني تنقله كاميرا محمولة على سيارة في سباق عربات مثلا. بحيث تظهر الإطارات الأمامية وكأنها تدور إلى الخلف بعكس اتجاه العربة. فما هو سبب هذه الظاهرة غير المعقولة؟

تظهر الصورة المتحركة في الفيلم نتيجة تتابع معين من الصور الثابتة ( عادة 24 صورة في الثانية ). ويعمل الدماغ على حفظ الصور ونقلها بالتتابع دون اعتبار الفواصل البسيطة، فتنتقل إلينا بذلك صورة متحركة عما يحدث.

لكن، أحيانا يحدث خلل في هذه القاعدة حسب شكل المواد وحركتها. فتخيل مثلا انك تصور عجلة قديمة ذات أشعة داخلية تدور 24 مرة في الثانية-هذه ستكون عربة سريعة جدا – لكم نرجو أن تتحمل معنا بهدف المناقشة.

ستجد ان الأربع وعشرين صورة الثابتة المأخوذة في ثانية واحدة ستظهر الدولاب في الموضع نفسه.

وعلى الرغم من ان العربة ستظهر في الفيلم وهي تتقدم الى الأمام عكس المكان المحيط بها، إلا أن الدواليب ستبدو ثابتة. وإذا دارت الدواليب، لنقل 23 دورة في الثانية – فستفشل العربة في اتمام الدورة الكاملة في كل صورة ثابتة. وعندما يتم بث الصور معا، ستبدو الدواليب وكأنها تدور الى الوراء.

ما هي التوافقيات؟!

يحدث الشيء نفسه عندما تدور الدواليب بسرعة اقل او بعدد ثابت من الدورات في الثانية مثل 24-12-6-3-1 وهذا بالطبع يعتمد على عدد أشعة الدولاب. فمثلا، في حالة الدولاب الذي يدور 12 مرة في الثانية، كل صورة ستظهر نصف دورة، لكن إذا كان للدولاب عدد موازي ومنتظم من الأشعة الداخلية، فسيظهر الدولاب ثابتا. وإذا كان الدولاب يدور 3 دورات في الثانية، فإن كل صورة ثابتة ستظهر واحد على ثمانية من الدورة. وطالما أن عدد الأشعة في الدولاب مطابق لذلك فستظهر الصورة ثابتة .(مثل 8 أو 16 شعاعا) ونأتي بهذه الأمثلة لتوضيح صعوبة دوران العربة بسرعة 24 دورة في الثانية.

وعلى الرغم من كل سبق، فإن هذه الأمثلة السابقة نادرا ما تعمر طويلا في العالم الحقيقي. وأثناء انطلاق العربة من بين عدد آخر من العربات ستكون ذات حركة بطيئة، وستفشل في إتمام الدورات كاملة، وبذلك ستظهر وكأنها تدور الى الوراء. وعندما تزداد سرعة العربة تدريجيا ستبدأ بالظهور في حالة دوران الى الأمام، وقد تعود وتخفف سرعتها فتظهر الدواليب من جديد وكأنها تدور الى الخلف. وبشكل مماثل، نجد أن صورة الفيلم التلفزيوني تظهر متحركة نتيجة تسليط الضوء عليها 25 مرة في الثانية. وهذا هو سبب صعوبة التقاط صورة من فيلم تلفزيوني. فإذا كانت سرعة الوميض في عدسة كاميرتك تزيد على واحد من 25 من الثانية، فإن الكاميرا ستتمكن من التقاط صورة ثابتة. ومثال آخر، نجد أن صورة التلفاز على شاشات التلفاز الأخرى أو أجهزة المراقبة الإلكترونية ستظهر خلالا بشكل دائم وذلك لعدم تطابق دورات الصورة أو حركتها في كل منهما.

والأمثلة السابقة حول هذه الظاهرة، تشير الى بعض الاستخدامات العملية وبعض المخاطر في الحياة العملية.

الأخطار:

إن الضوء الصادر من النيون يتكون من تيار كهربائي متبادل يظهر بشكل نبضات ضوئية منفصلة. وإذا كان مصدر الكهرباء يتردد بقوة 50 هرتز(أو دورة) في الثانية(وهذا ما هو متعارف علية في معظم دول العالم) فسيحدث في النيون مائة نبضة في الثانية بما أن التيار متبادل من الطرفين. وفي معظم الحالات، وكما يحدث أثناء مشاهدة فيلم سينمائي، فإن العين (أو الدماغ بشكل أدق)، غير مدرك لما يحدث. لكن، في المعامل والمصانع الضخمة، حيث يستخدمون الآن دوارة مثل "المخارط" (مخرطة الأخشاب وغيرها)،وتحت مثل هذا النوع من الضوء، ستبدو الأجزاء المتحركة من الآلة كأجزاء ثابتة لبعض الوقت فيها، في حين أن بها تيار كهربائيا يتردد بقوة مئة دورة في الثانية. هنا قد تقع حوادث جمة ومؤسفة ( تخلصت المصانع الكبرى من هذه المشكلة باستخدام مصابيح عادية ذات وهج تونغستن. لأن هذا النوع يستمر في التوهج تبعا لتردد المصدر الكهربائي، وهذا يؤدي الى التخلص من النبضات الكهربائية والضوئية المتواترة).

استخدامات ذات فائدة:

يمكن استخدام هذه الظاهرة لصالح الإنسان، فإذا أردنا مثلا، التحقق من سرعة دوران شيء مثل طبق الأسطوانة الموسيقية في جهاز موسيقي، يمكننا استخدام أداة تعرف باسم "ستوربوسكوب". وهو عبارة عن ضوء يمكن تعديله بحيث يصدر ضوءا ضمن تردد معين.

فالستوربوسكوب الذي يتوهج ضمن معدل 45 مرة في الدقيقة سيجعل طبق الأسطوانة الموسيقية الذي يدور 45 مرة في الدقيقة، يظهر بأنه ثابت، وهذا يؤكد أنه يعمل بشكل سليم.

تقنية سريعة للكشف عن تلوث الماء والطعام بالبكتيريا

أعلن علماء في مجال التكنولوجيا, عن نجاحهم في تطوير أسلوب جديد يكشف عن وجود البكتيريا في الماء والطعام والعينات البيولوجية والطبية, بصورة سريعة.

وأوضح الباحثون أن النظام الجديد يستخدم العلامات والمادة الوراثية في البكتيريا, مثل "آي. كولاي", للكشف عن وجود الجراثيم بصورة دقيقة وسريعة, الأمر الذي قد يفيد في تسريع الكشف أيضا عن الأسلحة البيولوجية المستخدمة في الأعمال العسكرية.

وقال الخبراء إن الاختبارات الحالية غير فعالة في الكشف عن الجراثيم, إذ تحتاج إلى بضعة أيام لتظهر نتائجها, كما أن قدرتها على التمييز بين سلالات البكتيريا المختلفة محدودة للغاية, بعكس التقنية الجديدة, التي تظهر نتائجها في غضون ساعة واحدة إلى ثلاث ساعات, ولا تحتاج إلى مهارة وحرفية عالية لإجرائها وتفسير نتائجها.

وقال الدكتور ييشيزكيل كاشي, من كلية الهندسة الغذائية والتكنولوجيا الحيوية ومعهد بحوث المياه, الذي طور التقنية بالتعاون مع زملائه في كلية المصادر الطبيعية في معهد فيرجينيا التكنولوجي الأميركي, وقسم التغذية بجامعة واين, إن التعرف الدقيق على السلالات البكتيرية قد يكون حاسما في سرعة التشخيص, وتحديد الإستراتيجيات العلاجية الفعالة, فعلى سبيل المثال, يحتاج الأطباء إلى عدة أيام لتحديد إصابة المريض بالتهاب القناة البولية, الذي يؤدي إلى تلف دائم في الكليتين, أما مع التقنية الجديدة فقد أصبح بإمكان المريض تعاطي العلاج فورا خلال ساعات قليلة بعد الفحص.

ويرى الخبراء أن هذه التقنية تحسن حساسية وسرعة الكشف والتعرف عن البكتيريا المؤذية مثل "آي.كولاي", وتقدم طريقة مثالية للفحص الميكروبي لمصادر الطعام والمياه الملوثة, وتحمي من الهجمات باستخدام الأسلحة الجرثومية.

وأثناء تطوير النظام الجديد, وجد الباحثون أن تتابعات المادة الوراثية "دي إن أيه" البكتيرية تحتوي على آلاف التكرارات التتابعية غير المشفّرة, أو ما يعرف بالتكرار التتابعي البسيط, وتختلف مواقعها المميزة في كل سلالة بكتيرية, مما يعطيها بصمة خاصة تميزها عن غيرها, ويمكن باستخدام التقنيات المتوافرة الحالية المخصصة لتحليل المادة الوراثية, التعرف عن هذه البصمات البكتيرية تماما, كما يعرّف اختصاصيو الطب الشرعي البصمات في مسرح الجريمة.

وأشار الباحثون إلى أنه قد تم تحضير بطاقة تعريف لكل نوع من البكتيريا على جهاز الحاسوب, الأمر الذي يسمح بإجراء مقارنة دقيقة وشاملة لجميع السلالات البكتيرية الحية في العالم, بأسلوب سهل وسريع, لافتين إلى أن هذه الطريقة واعدة في مجال علوم الأحياء أيضا, إذ تسمح برصد الاختلافات, التي تتراكم ببطء في الجينوم البكتيري على مدى الزمن, ودراسة أنماط التغير والتنوع بين السلالات, للتوصل إلى نظرة أدق وفهم أعمق للتطور البكتيري.

ونوه الخبراء في تقرير البحث الذي نشرته مجلة (بحوث الجينوم), إلى أن استخدام بطاقة التعريف البكتيرية سيساعد في تمييز سلالات البكتيريا, التي تملك درجات إمراضية مختلفة, وتسبب أعراضا سريرية, كأنواع البكتيريا, التي تؤذي الكلى مثلا، أو أنواع المكورات المتسلسلة المؤذية للقلب.

وتتمثل الخطوة الثانية في تطوير هذا النظام, في ابتكار أدوات وأجهزة أوتوماتيكية تسجل قراءات المادة الوراثية الميكروبية تلقائيا, لتعطي نتائج سريعة, سواء في المختبرات والمراكز الصحية أو في عيادات الأطباء.