الليزر

تجربة باستخدام الليزر بالجيش الأمريكي

الليزر (بالإنجليزية: LASER وهي اختصار لعبارة Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء بانبعاث الإشعاع المحفز) عبارة عن حزمة ضوئية ذات فوتونات تشترك في ترددها وتتطابق موجاتها بحيث تحدث ظاهرة التداخل البناء بين موجاتها لتتحول إلى نبضة ضوئية ذات طاقة عالية.

تستخد أشعة الليزر في العلاج الطبي، وعلاج العين بصفة خاصة. وفي الصناعة عم استخدام الليزر في قطع الحديد والألواح المعدنية السميكة. وهو يقطع بدقة كبيرة وفقا لنماذج بالغة التعقيد. كما استخدم شعاع الليزر في القياس الدقيق لبعد القمر عن الأرض.

مقدمة

موجات في نفس الطور، (كما في الليزر).

موجات مختلفة الأطوار، (كالضوء المنبعث منمصباح عادي).

يستخدم الليزر أشعة ضوئية احادية الطول الموجي اي لها نفس طول الموجة وهي تتولد في أنواع معينة من البلورات النقية. ويعمل جهاز الليزر على تسوية طورالموجات الضوئية بحيث تكون جميعها في نفس الطور، فتشتد طاقتها. يبين الشكل المجاور الموجات الضوئية التي هي في نفس الطور، فيحدث ما يسمى في الفيزياءتداخل بناء للموجات الضوئية.

ويمكن تشبيه نبضة شعاع الليزر بالكتيبة العسكرية حيث يتقدم جميع العسكر بخطوات متوافقة منتظمة. وبينما يشع امصباح عادي الضوء في موجات ضوئية مبعثرة غير منتظمة فلا يكون لها طاقة الليزر، فتكون كالناس في الشارع كل منهم له اتجاه غير الآخر. ولكن باستخدام لبلورات من مواد مناسبة (مثل الياقوت الأحمر) عالية النقاوة يمكن تحفيز إنتاجها لأشعة ضوئية من لون واحد (أي ذو طول موجة واحدة) وكذلك تكون في طور موجي واحد. عندئذ تتطابق الموجات على بعضها البعض - عن طريق انعكاسها عدة مرات بين مرآتين داخل بلورة الليزر فتصبح كالعسكر في الكتيبة - فتنتظم الموجات وتتداخل تداخلا بناءا وتخرج من الجهاز بالطاقة الكبيرة المرغوب فيها.

طريقة عمل الليزر

1. مادة توليد الليزر
2. مضخة طاقة الليزر
3. عاكس قوي
4. مخرج الأنبوب
5. شعاع الليزر

هذا شكل يوضح أجزاء جهاز الليزر.

• (1) الوسط أو البلورة المنتجة لأشعة الليزر.
• (2) طاقة كهربائية لتحفيز الوسط الفعال على إصدار الموجات الضوئية
• (3) عاكس للضوء(مرآة) عال الأداء.
• (4) عدسة خروج الشعاع وقد تكون مستوية أوعدسة مقعرة.
• (5) شعاع الليزر الخارج (خرج ليزري)

ويعمل جهاز الليزر على انعكاس ضوء ذو لون واحد، أي ذو طول موجة واحدة بين المرآة الخلفية (3) والعدسة. ويتم ذلك بتحفيز الوسط على إنتاج ذلك اللون من الضوء وهي خاصية من خصائص البلورة المختارة أو الوسط. وبعد انعكاس شعاع الضوء داخل الوسط عدة مرات تصل الموجات الضوئية المتجمعة إلى وضع اتزان. عندئذ تتميز بانتظام طورها(خطوتها) وتخرج كشعاع ليزر شديد الطاقة.

ولمواصفات عدسة الشعاع الخارج أهميتين :

• نصف قطر الانحناء:

قد يكون سطح العدسة الداخلي مستويا أو مقعرا وذلك بحسب الغرض المرغوب فيه. ويطلى السطح الداخلى للعدسة بطلاء فضي نصف عاكس حتى يستطيع شعاع الليزر الخروج من الوسط إلى الخارج. وإذا كانت هناك رغبة في تجميع الشعاع الخارج وتركيزة في بؤرة يكون السطح الخارجي للعدسة مقعرا. كما يـطلى السطح الخارجي بطلاء يمنع الانكسار، لكي يتيح خروج شعاع الليزر الناتج من دون فاقد.

• معامل انعكاس العدسة:

يعتمد عدد الانعكاسات لأشعة الضوء المتراكمة داخل الوسط على نوع الوسط المستخدم. ففي ليزر الهيليوم-نيون نحتاج إلى درجة انعكاس للمرآة بنسبة 99 % لكي يعمل الجهاز. وأما في حالة ليزر النيتروجين فلا حاجة للانعكاس الداخلي (درجة انعكاس 0 %) حيث أن ليزر النيتروجين يتميز بدرجة فائقة عل إنتاج الأشعة. ومن جهة أخرى تعتمد خواص العدسة المتعلقة بانعكاس الضوء على طول موجة الضوء. ولهذا يـُعطي للخواص الضوئية للعدسة عناية خاصة عند تصميم جهازا لليزر.

أنواع الليزر

• ليزر الغاز (CO₂ ثاني أكسيد الكربون ,Excimer LASER)
• ليزر السائل ()
• ليزر اشباه الموصلات (ليزر شبه الموصلات)
• ليزر الحالة الصلبة (نيوديميوم ياغ Neodymium-YAG LASER)

استخدامات الليزر

يستخدم الليزر حاليا في مجالات متعددة كاستعمالها في الأقراص المدمجة وفي صناعة الإلكترونيات وقياس المسافات بدقة -خاصة أبعاد الأجسام الفضائية- وفي الاتصالات. كما تستخدم أشعة الليزر في معالجة بعض أمراض العيون حيث يتم تسليط أشعة ليزر عالية الطاقة على شكل ومضات في نقطة معينة في العين لزمن قصير -أقل من ثانية-. ومن أمراض العيون التي يستخدم فيها الليزر:

• اعتلال الشبكية السكري.
• ثقوب الشبكية.
• انسداد أو تخثر الوريد الشبكي.
• الزرق (ارتفاع ضغط العين).
• عيوب الانكسار الضوئي في العين (طول أو قصر النظر واللابؤرية).
• انسداد القنوات الدمعية.
• بعض الأورام داخل العين.
• عمليات التجميل حول العين.
• حالات اندثار البقعة الصفراء.

كما يستخدم اليزر في العمليات الجراحية مثل جراحة المخ والقلب والأوعية الدموية والجراحة العامة. في عام 1960 اخترع جهاز الليزر الذي يطلق الأشعة وحيدة اللون والاتجاه ويمكن أن تتركز بدرجة عالية بوساطة عدسة محدبة. كما أن هناك الكثير من المواد القادرة على إطلاق أشعة الليزر منها المتجمدة (الياقوت الاحمر وزجاج النيوديميوم) ,والغازية(الهيليوم والنيون والزينون) مواد شبه موصلة (زرنيخ, الجاليوم وانتيمون الإنديوم)

في الصناعة

عندما يجري تحفيز جهاز الليزر بوساطة الكهرباء ترتفع طاقة ذراتها من المستوى الأدنى إلى المستوى الأعلى ،وتعاود الانخفاض إلى مستوى الطاقة الأدنى مرورا بالمستوى الأوسط نتيجة عدم استقرار الجسيمات الواقعة في مسار الطاقة، عندها تنبعث الفوتونات التي تعطي رنينا في جهاز الليزر وتخرج من الجهاز بطاقة كبيرة وصلت أقصى ما وصلت إليه 1700 مليون ميجاواط ويتم التفاعل في ثلاثة على عشرة ملايين ثانية وضغطها مليون وخمسين الف كيلو جرام على السنتيمتر المربع ودرجة الحرارة بين 100-200 الف درجة. ويأمل العلماء باستعمال تلك الطريقة في التوصل إلى الاندماج النووي للعناصر الخفيفة مثل الهيدروجين الثقيل والتريتيوم والليثيوم بغرض إنتاج الطاقة الكهربائية.

• وتستخدم أنواع من أجهزة الليزر كالموصوفة أعلاه ولكن تعمل بطاقات أقل، تصل حرارتها إلى بين 1000 و 1800 درجة مئوية في الصناعة في قطع ألواح الصلب، قد يصل سمك اللوح منها 3 سنتيمتر. وميزتها أنها تقطع بدقة متناهية حيث يُوجه جهاز الليزر بوساطة الحاسوب.

• ومن استخدامات الليزر لحام المواد الصلبة والنشطة والمواد التي تتمتع بدرجة انصهار عالية مع امتيازها بدقة التصنيع بسبب إطلاقها لحزمة كثيفة ضيقة مركزة، كما تستطيع أشعة الليزر فتح ثقب قطره 5 ميكرومتر خلال 200 ميكروثانية في أشد مواد المعمورة صلابة (الماس والياقوت الأحمر والتيتانيوم) وبفضل قصر مدة التصنيع لا يحدث أي تغير في طبيعة المادة.

• كما لها استخدام مهم آخر وهو قياس المسافات بدقة متناهية، سواء المسافات القصيرة أو الطويلة. وأشعة الليزر تستطيع قياس عشرة امتار دون إحداث خطأ يتجاوز واحد على عشرة آلاف من المتر.كما استخدمت أشعة الليزر في تحديد بعد القمر عن الأرض. وقد تم ذلك في في السبعينبات حيث وضع رواد الفضاء على القمر مرآة لعكس الليزر عند سقوطه عليها، وبعد ذلك وُجه شعاع ليزر من الأرض إلى القمر وبانعكاسه على المرآة على سطح القمر وعودته إلى الأرض استطاع العلماء حساب بعد القمر عن الأرض بدقة لم يتوصلوا إليها من قبل.

• وهي تستخدم أيضا في تحديد الأهداف بدقة بالغة جدا، حيث أن كان الهدف على مسافة 20 كم ووجهنا شعاع ليزر فسوف ينحصر مقطع الشعاع في دائرة ضوئية قطرها 7 سم فقط. وإذا أطلقت إلى القمر فسيكون قطر الدائرة المشكلة 3,2 كم فقط.

• وتجري في أمريكا أبحاثا هائلة لاستخدام الليزر ذو طاقة عالية جدا لتدمير الصواريخ المعادية عاليا ًً في الفضاء قبل وصولها إلى أمريكا، واستطاعوا تحقيق بعض النجاح على هذا الطريق ولكن الأبحاث لا زالت مستمرة ،أولا لإتقان هذه التكنولوجيا الجديدة، ثم بناء شبكة عظمي لاكتشاف الصواريخ المعادية حين انطلاقها، ويتبع ذلك توجيه أجهزة الليزر القوي (أو سلاح الليزر) على الصاروخ المعادي لتدميره في الفضاء، وتتضمن هذه التكنولوجيا أيضا استخدام الإقمار الصناعية وقيامها بدور في هذا النطاق. وقد رصدت الولايات المتحدة أموالا باهظة لإحداث تقدم في هذا المشروع.

الليزر

الأجهزة التي ينبعث منها الميكروويف وترددات الراديو يتم الرمز إليها " مازر "، وفي الأدبيات الفنية في وقت مبكر، وبخاصة الباحثين في مختبرات بيل للهاتف، وكانت تسمى أيضا الليزر الضوئية مازر، وهو مصطلح شائع في الوقت الراهن، علاوة على ذلك، منذ عام1998، اعتمدت مختبرات بيل استخدام الليزر, الليزر كلمة هو غير دقيق في بعض الأحيان يستخدم لوصف غير الليزر ضوء التكنولوجيا، على سبيل المثال متماسكة المصدر ذرة الدولة هو الليزر ذرة.

من اليسار إلى اليمين : أشعة غاما، والأشعة السينية، الأشعة فوق البنفسجية، الطيف المرئي، الأشعة تحت الحمراء، الموجات، موجات الراديــــــو.

تصميم الليزر

المكونات الرئيسية:-

• مكاسب متوسطة
• الليزر ضخ الطاقة
• ارتفاع العاكس
• المخرجات مقرنة
• شعاع الليزر

بناء اليزر

الليزر يتكون من مكاسب متوسطة داخل تجويف العالية الانعكاس الضوئي، وكذلك وسيلة لتوفير الطاقة للحصول على المتوسط. على المديين المتوسط هو مكسب مادي مع الخصائص التي تسمح لها تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المستحث.. في أبسط أشكالها، تجويف يتكون من اثنين من المرايا ترتيب من هذا القبيل على ضوء ذلك مستبعد جيئة وذهابا، وفي كل مرة يمر من خلال مكاسب متوسطة.. عادة واحدا من اثنين من المرايا مقرنة الإنتاج هو شفاف جزئيا, وشعاع الليزر المنبعث من خلال هذه المرآة. و ضوء محدد الطول الموجي الذي يمر عبر المتوسط هو كسب تضخيم (الزيادات في السلطة)، والمرايا المحيطة ضمان أن معظم ضوء يجعل يمر كثير من خلال كسب المتوسط، يجري تضخيمها بشكل متكرر. جزء من الضوء الذي هو بين المرايا (وهذا هو، داخل تجويف) يمر عبر مرآة شفافة جزئيا ويهرب بوصفها شعاع ضوء. عملية توريد الطاقة اللازمة لتضخيم ما يسمى الضخ.. الطاقة وعادة ما تزود بوصفه التيار الكهربائي أو الضوء في طول موجة مختلفة. قد يكون ضوء هذه المقدمة من مصباح فلاش أو ربما آخر ليزر. الأكثر عملية ليزر تحتوي على العناصر التي تؤثر على خصائص إضافية، مثل الطول الموجي للضوء المنبعث وشكل شعاع.

فيزياء الليزر

وقال ليزر الهليوم نيون مظاهرة في مختبر في جامعة باريس هن الا أشعة المتوهجة في منتصف الكهربائية المنتجة تقوم بتفريغ ضوء كثير بنفس الطريقة كما في ضوء النيون. هو مكاسب المتوسطة الذي من خلالها الليزر يمر، لا شعاع الليزر في حد ذاته، وهو أمر واضح هناك. الصلبان وشعاع الليزر في الهواء، ويمثل النقطة الحمراء التي تظهر على الشاشة إلى اليمين.

طيف ليزر الهليوم نيون يظهر نقاء عالي جدا للطيفية الجوهرية إلى ما يقرب من جميع أشعة الليزر.مقارنة مع الابتعاثية الواسعة نسبيا الطيفية لانبعاث ضوء الصمام الثنائي. والمتوسطة للحصول على ليزر تعتبرمن المواد الخاضعة للنقاء، والحجم، والتركيز، والشكل، والذي يضاعف من الحزم من قبل عملية الانبعاث المستحث.ولذالك لأي دولة : الغاز، سائلة، صلبة أو البلازما. المتوسطة هي كسب مضخة تمتص الطاقة، مما يثير بعض الإلكترونات إلى أعلى طاقة "متحمس". والجزيئات يمكن ان تتفاعل مع الضوء على حد سواء عن طريق امتصاص الفوتونات، أو عن طريق انبعاث الفوتونات. الانبعاثات يمكن أن تكون عفوية أو حفز. في الحالة الأخيرة، الفوتون المنبعث في نفس الاتجاه على ضوء أن يمر بها. عندما يكون عدد الجزيئات في دولة واحدة متحمس يتجاوز عدد الجسيمات في بعض انخفاض طاقة الدولة، عكس السكان يتحقق ومقدار الانبعاث المستحث بسبب الضوء الذي يمر عبر أكبر من كمية الاستيعاب.. وبالتالي، وعلى ضوء يتم تضخيمه. بواسطة نفسها، وهذا يجعل من مكبر للصوت البصرية.. عندما وقع بصري مكبر للصوت وضعت داخل تجويف بصري الرنانة، واحد يحصل على الليزر في ضوء تولد عن طريق الانبعاث المستحث هي مشابهة جدا لإشارة الدخل من حيث المرحلة الطول الموجي، والاستقطاب. وهذا يعطي ضوء الليزر تماسكها المميزة، ويسمح ذلك للحفاظ على الاستقطاب موحدة وأحادية اللون في كثير من الأحيان التي وضعتها التصميم البصري تجويف. التجويف البصري، وهو نوع من تجويف مرنان، يحتوي على شعاع من الضوء متماسك بين السطوح العاكسة بحيث يمر الضوء من خلال وسيلة كسب أكثر من مرة قبل أن ينبعث من فتحة الإخراج أو فقدت لحيود أو الاستيعاب. في ضوء تداولها من خلال تجويف، مرورا المتوسطة كسب، إذا كسب (التضخيم) في المتوسط الذي هو أقوى من الخسائر مرنان، لا يمكن للسلطة على ضوء تعميم ترتفع أضعافا مضاعفة.. ولكن في كل حال الانبعاث المستحث بإرجاع الجسيمات من حالة متحمس للدولة الأرض، والحد من قدرة متوسطة لاكتساب مزيد من التضخيم.. عندما يصبح هذا التأثير القوي، فإن المكسب هو ان يكون المشبعة.. ميزان القوى مضخة ضد التشبع مكاسب وخسائر تجويف ينتج قيمة التوازن في السلطة ليزر داخل التجويف، وهذا التوازن الذي يحدد النقطة التي تعمل ليزر.. إذا اختارت السلطة مضخة صغيرة جدا، فإن المكسب ليس كافيا للتغلب على الخسائر مرنان، والليزر سوف تنبعث القوى فقط خفيفة صغيرة جدا..الحد الأدنى للضخ الطاقة اللازمة لبدء العمل ليزر يطلق على عتبة. المتوسطة كسب سيعظم أي الفوتونات يمر عليه، وبغض النظر عن الاتجاه، ولكن فقط للفوتونات تتوافق مع تجويف إدارة لتمرير أكثر من مرة من خلال المديين المتوسط وحتى يكون التضخيم الكبير شعاع في تجويف والإخراج من شعاع الليزر، وإذا كانت تحدث في الفضاء الحر بدلا من الدليل الموجي (كما هو الحال في الضوئية الليزر الألياف)، هي، في أفضل الأحوال، وانخفاض أجل غاوسي الحزم. lasers). إذا كان الشعاع ليس الترتيب المنخفض شكل غاوسي، وطرق عرضية من الشعاع لا يمكن أن توصف بأنها تراكب هيرميت—غاوسي أو اجير - غاوسي أشعة (ليزر مستقرة تجويف).. مرنانات الليزر غير المستقرة من جهة أخرى، وقد تبين أن إنتاج فركتل على شكل أشعة. والحزم قد يكون عاليا موازى، والذي يتم بالتوازي دون متباينة.. ومع ذلك، يمكن شعاع موازى تماما لا يمكن إنشاؤها، وذلك بسبب الانحراف.. شعاع موازى يظل على مسافة والتي تختلف مع مربع قطر الشعاع، وتتباعد في نهاية المطاف في زاوية وهي تختلف عكسيا مع شعاع قطره. وهكذا، تم إنشاؤها بواسطة شعاع ليزر صغيرة المختبر مثل ليزر الهليوم نيون ينتشر ل على بعد 1.6 كم (1 ميل) قطرها إذا أشرق من الأرض إلى القمر50 وبالمقارنة، فإن ناتج نموذجي ليزر اشباه الموصلات، وذلك بسبب قطرها صغير، يحيد تقريبا حالما يترك فتحة، في زاوية من أي شيء تصل إلى 50 درجة. ومع ذلك، يمكن أن تتحول هذه الحزمة أن تكون متباينة في شعاع موازى من خلال العدسة. في المقابل، على ضوء من مصادر غير ضوء الليزر لا يمكن أن يكون عن طريق موازى البصريات كذلك. على الرغم من أن ظاهرة الليزر اكتشفت بمساعدة فيزياء الكم، فإنه ليس بالضرورة أكثر ميكانيكا الكم من مصادر الضوء الأخرى.. يمكن ان العملية ليزر الإلكترون الحر يمكن تفسيرها دون الرجوع إلى ميكانيكا الكم. خراج الليزر قد تكون مستمرة ثابتة سعة الإنتاج المعروفة باسم (الأسلحة الكيميائية أو موجة مستمرة)، أو على شكل نبضات، وذلك باستخدام تقنيات سؤال والتبديل،، أو الحصول على التبديل. نابض في العملية، لا يمكن تحقيق أعلى بكثير من الذروة تكون القوى بعض أنواع الليزر، مثل أشعة الليزر، وليزر صبغ الحالة الصلبة يمكن أن تنتج الضوء على طائفة واسعة من الأطوال الموجية، وهذه الخاصية يجعلها مناسبة للغاية لتوليد نبضات قصيرة من الضوء، على أمر م قليلة (10 -15) ق (ليزر صبغ الحالة الصلبة).

أنواع ومبادئ تشغيل الليزر

موجات من الليزر متوفرة تجاريا. أنواع الليزر المبينة أعلاه تعطي خطوط الليزر المتميزة وطول الموجة. ونذكر أدناه أنواع الليزر التي تصدر ضوءا في نطاق الموجة الطويلة، والتقنية المتبعة واللون ونوع مادة الليزر.

الليزر الغازي

. تستخدم غازات كثيرة لإنتاج شعاع الليزر، وهي تستخدم في أغراض كثيرة. . (HeNe) ليزر الهيليوم النيون الذي ينبعث في مجموعة متنوعة من الموجات في نطاق 633 نانومتر، وهو شائع في التعليم نظرا لتكلفتها المنخفضة.

ليزر ثاني أكسيد الكربون

يمكن أن ينبعث بقدرة عدة مئات كيلووات عند 9.6 ميكرومتر و 10.6 ميكرومتر، وغالبا ما تستخدم في صناعة القطع واللحام. تبلغ كفاءة ليزر ثاني أكسيد الكربون أكثر من 10 ٪.

ليزر أيون الأرجون

ينبعث ضوء في نطاق طول الموجة من 351 نانومتر إلى- 528.7 نانومتر. اعتمادا على البصريات وأنبوب الليزر، وعلى عدد مختلف من الخطوط الصالحة للاستعمال، لكن الخطوط الأكثر شيوعا هي 458 نانومتر و 488 نانومتر و514.5 نانومتر. والنيتروجين عرضية التفريغ الكهربائي في الغاز عند الضغط الجوي. الليزر الغازي رخيص والأشعة فوق البنفسجية الناتجة لها طول موجة 337.1 نانومتر.

. المعادن يزر ايون هي ليزر الغاز التي تولد موجات الأشعة فوق البنفسجية العميقة. الهليوم—فضية (HeAg) 224 نانومتر والنيون—النحاس (NeCu) 248 نانومتر مثالين. y. هذه الليزر بشكل خاص ls التذبذب الضيقة لأقل من 3 غيغاهيرتز، مما يجعلهم مرشحين للاستخدام.

الليزر الكيميائي

. الليزر الكيميائية تعمل بواسطة تفاعل كيميائي، ويمكن أن تحقق القوى عالية في عملية مستمرة، فعلى سبيل المثال، في ليزر فلوريد الهيدروجين (2700-2900 نانومتر) وفلوريد الديوتيريوم الليزر (3800 نانومتر) في رد فعل هو مزيج من الهيدروجين أو الديوتريوم الغاز مع نواتج الاحتراق من الاثيلين في ثلاثي فلوريد النتروجين.. كانوا اخترعها جورج C. بيمنتل.

ليزر الجوامد

مواد الليزر الصلبة تحتوي في العادة على "المنشطات" حيث تشوب بلورة أحادية بالأيونات التي توفر الطاقة اللازمة. وعلى سبيل المثال، كان أول ليزر يعمل هوليزر الروبين وهو مصنوع من بلورة الياقوت (الكروم - أكسيد الألمنيوم). كذلك يستخدمالكروم أو النيوديميوم كمشوبات. وينتمي إلى فئة ليزر الجوامد أيضا ألياف الليزر، باعتبارها وسيلة فعالة وعملية ،وهي تستخدم في الكتابات على المصنوعات وأجزائها، كما تستخدم في لحام المعادن.

ليزر اشباه الموصلات

هي نوع من أنواع ليزر الجوامد، ولكن في المصطلحات العرفية الليزر "ليزر الحالة الصلبة" تستثني اشباه الموصلات من هذا الاسم.

النيوديميوم هو مشترك تشويب في مختلف البلورات الأحادية، بما في ذلك إيتيريوم (الثانية : ايفو 4)، إيتيريوم فلوريد الليثيوم (الثانية : YLF) وإيتيريوم الألومنيوم العقيق (الثانية : ان دي). كل هذه المشوبات يمكن ان تنتج ليزر عالي بلنسبة إلىطيف الأشعة تحت الحمراء بطول موجة 1064 نانومتر. وهي تستخدم لقطع المعادن واللحام ووسم المعادن والمواد الأخرى، وأيضا في التحليل الطيفي ولإعادة ضخ صبغة الليزر.

ليزر شبه الموصلات أيضا شائعة الاستعمال في ترددات أو أطوال موجة مختلفة، تستهدم لإنتاج الضوء 532 نانومتر (الأخضر، مرئيا)، 355 نانومتر الأشعة فوق البنفسجية و 266 نانومتر (الأشعة فوق البنفسجية) عندما يكون ضوء تلك الموجات مطلوبا . إتيربيوم، هولميوم، الثوليوم، والإيربيوم هي الأخرى مشتركة في ليزر الجوامد في النطاق 1020-1050 نانومتر. إتيربيوم يستخدم في بلورات مثل روب واي بي دي :، روب واي :، روب واي، روب واي : أنظمة هوائية، روب واي : بنين، روب واي : CaF2، وعادة ما تعمل في مختلف أنحاء 1020-1050 نانومتر. فهي فعالة جدا ويمكن أن تعمل بالطاقة العالية بسبب عيب صغير الكم ارتفاع قوى للغاية في البقول قصير جدا لا يمكن أن يتحقق مع روب واي بي دي :. هولميوم - مخدر يغ بلورات تنبعث منها في 2097 نانومتر وشكل فعال الليزر التي تعمل على أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء بقوة تمتصه الأنسجة الحاملة للمياه.. من هو، ان دي عادة ما تعمل في وضع نابض، ومرت عبر الألياف الضوئية الأجهزة الجراحية للمفاصل تطفو على السطح، وإزالة تسوس من الأسنان، وتتبخر والسرطانات، ويطحنون الكلى والمرارة الحجارة.

ليزر الاشعة تحت الحمراء

يستخدم ليزر الأشعة تحت الحمراء عادة كطيف ذو نبضة قصيرة جدا.ليزر التيتانيوم - الياقوت مشوّب (تي : الياقوت) تنتج غاية القيود الحرارية في ليزر الحالة الصلبة تنشأ عن السلطة صفهم المضخة التي تتبدى في شكل حرارة والطاقة الطاقة الصوتية. هذه الحرارة، وعندما يقترن الحرارية العالية البصرية معامل (د ن / د تي) يمكن أن تؤدي إلى يصور فوتوغرافيا الحرارية، فضلا عن انخفاض كفاءة الكم.. يمكن لهذه الأنواع من المسائل يمكن التغلب عليها عن طريق الصمام الثنائي رواية أخرى، ضخت ليزر الحالة الصلبة، الصمام الثنائي ضخ رقيقة قرص ليزر.. القيود الحرارية في هذا النوع من الليزر يمكن تخفيفها باستخدام هندسة الليزر المتوسطة التي سمك هو أصغر بكثير من قطر شعاع مضخة.. هذا يسمح لمزيد من الانحدار حتى الحرارية في المواد. قرص ليزر رقيقة وقد ثبت أن تنتج ما يصل إلى مستويات كيلووات من الكهرباء.

استخدامات اليزر

لليزر تتراوح في حجمها من ليزر ديود المجهرية (أعلى) مع العديد من التطبيقات، على ملعب لكرة القدم الحجم النيوديميوم. ليزر الزجاج (أسفل) تستخدم لالانصهار بالقصور الذاتي الحبس، الأسلحة النووية وغيرها من بحوث الطاقة العالية الكثافة تجارب الفيزياء

تطبيقات الليزر

. عندما تم اختراع الليزر في عام 1960، كانت تسمى "البحث عن حل للمشكلة". [23]) ومنذ ذلك الحين، لأنها أصبحت في كل مكان، وإيجاد أداة في الآلاف من تطبيقات متنوعة للغاية في كل قسم من المجتمع الحديث، بما في ذلك الإلكترونيات الاستهلاكية، المعلومات التكنولوجيا، العلوم، الطب، الصناعة، لإنفاذ القانون، والترفيه، والعسكرية.. . أول تطبيق لأشعة الليزر وضوحا في الحياة اليومية للسكان عامة كان السوبر ماركت الباركود ماسحة ضوئية، وأدخلت في عام 1974. لاعب، أدخلت في عام 1978، كان أول نجاح المنتجات الاستهلاكية لتشمل ليزر، ولكن القرص المضغوط لاعب كان أول ليزر مجهزة الجهاز ليصبح حقا مشتركا في بيوت المستهلكين، بدءا من عام 1982، بعد وقت قصير من طابعات الليزر.

بعض التطبيقات الأخرى

-FFالطب : الجراحة دون دم، وتضميد الجراح الليزر والعلاج الجراحي، حصى الكلى، العلاج، وعلاج العيون، وطب الأسنان -الصناعة : قطع واللحام والمواد المعالجة الحرارية، مما قطع -الدفاع : تمييز الأهداف، وتوجيه الذخائر، الدفاع الصاروخي، مضادة الكهربائية الضوئية الرادار، المسببة للعمى قوات العدو. -البحث : التحليل الطيفي، التذرية الليزر، الصلب ليزر، ونثر ليزر، التداخل بالليزر، ليدار -تطوير المنتجات / التجارية : طابعات الليزر، الأقراص المدمجة، ماسحات الباركود، الحرارة، مؤشرات ليزر، الصور المجسمة.

الليزر والاسلحة

. أشعة الليزر هي المشهورة كما نظم الأسلحة المستخدمة في أفلام الخيال العلمي، ولكن أسلحة الليزر الفعلية ليست سوى بداية لدخول السوق، وفكرة عامة عن شعاع الليزر والأسلحة هي التي تضرب هدفا مع قطار للنبضات قصيرة من الضوء.. والتبخر السريع والتوسع في السطح يسبب صدمة أن الضرر الهدف. . الطاقة اللازمة لمشروع رفيع المستوى من شعاع الليزر من هذا النوع يصعب على السلطة الحالية تكنولوجيا الهاتف النقال. الجمهور النماذج هي التي تعمل كيميائيا ليزر الغاز الحيوي . ليزر للجميع ولكن القوى أدنى يمكن أن تستخدم في الأسلحة تعجيزية، من خلال قدرتها على إنتاج مؤقتة أو دائمة فقدان الرؤية بدرجات متفاوتة في حين تهدف إلى العينين. درجة، والطابع، ومدتها ضعف الرؤية الناجم عن التعرض لضوء الليزر العين يختلف مع السلطة من الليزر، والطول الموجي (ق)، والموازاة من الشعاع، التوجه الدقيق للشعاع، ومدة التعرض.. ليزر حتى من جزء من الواط في السلطة يمكن ان تنتج فوري ودائم فقدان الرؤية في ظل ظروف معينة، مما يجعل من هذا القبيل ليزر غير محتمل ولكن تعجيزية الأسلحة الفتاكة.. العائق المدقع أن الليزر التي يسببها العمى يمثل يجعل استخدام الليزر حتى الأسلحة غير القاتلة المثيرة للجدل من الناحية الأخلاقية، والأسلحة المصممة لإحداث العمى قد حظرت على البروتوكول المتعلق بأسلحة الليزر المسببة للعمى.. القوات الجوية الأمريكية تعمل حاليا على الشابة - 1 الليزر المحمول جوا، التي تقام في طائرة من طراز بوينج 747، لإسقاط صواريخ باليستية العدو على أرض العدو. في مجال الطيران، ومخاطر التعرض لأشعة الليزر الأرضية عمدا بهدف الطيارين قد نمت إلى حد أن سلطات الطيران المدني لديها إجراءات خاصة للتعامل مع هذه المخاطر. . يوم 18 مارس 2009 شركة نورثروب غرومان أعلن أن مهندسيها في ريدوندو بيتش قد تم بناؤه واختباره بنجاح ليزر قادرة على إنتاج الكهرباء من 100 كيلوواط / شعاع من الضوء، قويا بما يكفي لتدمير طائرة أو دبابة جهاز ليزر كهربائية قادرة من الناحية النظرية، وفقا لبراين ستريكلاند، مدير لجيش الولايات المتحدة 'ق المشتركة السلطة العليا ليزر الحالة الصلبة البرنامج، ليتم تركيبه في أي طائرة أو سفينة أو مركبة لأنها تتطلب مساحة أقل بكثير لدعم من المعدات الليزر الكيميائية.]

المصدر http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%84%D9%8A%D8%B2%D8%B1

اقرء المزيد

المسلمون وعلم الهندسة الميكانيكية

د. راغب السرجاني

لن يتوقف الانبهار الذي صاحبك وأنت تقلِّب صفحات الحضارة الإسلامية لأول مرة.. لأنه لم يكن انبهارًا ناشئًا عن جِدَّة المعلومات وحسْب، حتى إذا ألِفْتَهَا زال عنك الانبهار.. بل إن الإبهار والروعة كليهما يسكنان في كل تفاصيل هذا البناء الفريد (بناء الحضارة الإسلامية).. حتى ليُمكِنُنَا القول باطمئنان: إن عجائب هذه الحضارة لا تنقضي!.. ولا غرابة في ذلك؛ فقد نشأت هذه الحضارة في ظلال القرآن الذي: "لا تنقضي عجائبه!.." كما روى الحاكم بإسناد صحيح عن عبد الله بن مسعود.

وإذا كنا قد عشنا على مدار شهور سابقة مع روائع حضارة المسلمين في الطب، ثم في الجانب البيئي، ومن بعده جانب الرفق بالحيوان.. فسنحاول – بعون الله – تقليب صفحة جديدة، لا تقِلُّ روعة عما سبق أن عرفناه من كنوز العباقرة المسلمين..

ستطل بنا هذه الصفحة على روعة ما قدَّمه المسلمون في مجال الهندسة، وبالتحديد فرع الهندسة الميكانيكية.. أو ما سمَّاه علماؤنا الأفذاذ "علم الحيل النافعة".. ذلك العلم الذي يُشكِّل مع فروع أخرى مثل: (هندسة الأشكال والمخروطات، وهندسة المساحة، وهندسة البصريَّات...) منظومة عبقريَّة لعلوم الهندسة الإسلامية، التي أحسن فيها علماء المسلمين – كما أحسنوا في غيرها من علوم الحياة – الأخذ عمَّن سبقوهم، ثم الإضافة المبدعة على هذا الذي أخذوه..

ولعل الذي يدفعنا إلى أن نختار علم الهندسة الميكانيكية لكي نبدأ به حديثنا عن علوم الهندسة عند المسلمين أنه يمثِّل بصدْق عناية المسلمين بمفهوم التكنولوجيا (الذي يعني تطبيقات العلوم).. ذلك المفهوم الذي ما إن يُطلق حتى يُظنَّ اقتصاره على عطاء الحضارة الغربية الحديثة، في حين أننا سنجد أثناء رحلتنا مع "الحيل النافعة" عند المسلمين ما لا يُتَخَيَّل وجودُه من المخترعات والآلات في تلك العصور البعيدة.. حتى يصل الأمر – كما سنرى بعد قليل – إلى أن تعرف حضارة المسلمين صورة لما يُمكن أن نسمِّيه (الإنسان الآلي!!).

وحتى يزداد تعرُّفُنا على علم الحيل النافعة (فلا يلتبس بألاعيب الحُواة مثلاً كما قد يُتوهَّم من ظاهر اللفظ!!) لا بد أن نعرف أوَّلاً الغاية من ذلك العلم عند المسلمين.. تلك الغاية التي لخَّصوها في قولهم: "الحصول على الفعل الكبير من الجهد اليسير" بمعنى استخدام الحيلة مكان القوة، والعقل مكان العضلات، والآلة مكان البدن..

وهي نزعة حضارية، تتسم بها الأمم التي قطعت أشواطًا في مجالات العلم والحضارة، كما أنها المحور الذي تدور حوله فلسفة أي اختراع تفرزه عقول العلماء يوميًّا؛ سعيًا وراء تحسين حياة الإنسان، ورفع المشقَّة عنه قدر الإمكان.

ولعل من الأبعاد الأخلاقية التي قادت العقل الإسلامي في اتجاه الإبداع والتفرُّد في مجال الحيل النافعة أن الشعوب السابقة على المسلمين كانت تعتمد على العبيد، وتلجأ إلى نظام السُّخرة في إنجاز الأعمال الضخمة التي تحتاج إلى مجهود جسماني كبير، دون النظر إلى طاقة تحمُّل أولئك العبيد..

فلما جاء الإسلام نهى عن السُّخرة، وكرَّم العبيد؛ فمنع إرهاقهم بما لا يُطيقون من العمل، فضلاً عن تحريم إرهاق الحيوانات (كما رأينا في مقالات سابقة)، وتحميلها فوق طاقتها... إذا عرفنا ذلك، وأضفنا إليه ضرورات التعمير والبناء - بكل أشكالها – التي صاحبت اتساع الحضارة الإسلامية.. فسوف ندرك جانبًا هامًّا من دوافع هذا السبق الفريد في مجال التكنولوجيا عند المسلمين، أو قُل: ...الحيل النافعة!

ولعل من أهم إنجازات الهندسة الميكانيكية (أو علم الحيل النافعة) ما ظهر واضحًا في الإمكانيات التي استخدمها المسلمون في رفع الأحجار ومواد البناء لإتمام الأبنية العالية من مساجد ومآذن وقناطر وسدود... فيكفيك أن ترى الارتفاعات الشاهقة لمعالم العمارة الإسلامية في عصور غابت عنها الروافع الآليَّة المعروفة في زماننا.. لتعلم براعة المهندسين المسلمين في التوصل لآلات رفع ساعدت (ولا شك!) على إنجاز تلك الأعمال الخالدة... وإلا فكيف يمكن أن ترتفع مئذنة فوق سطح مسجد سبعين مترًا.. أي ما يزيد على عشرين طابقًا؟!!..

ولا ننسى في هذا السياق "سور مجرى العيون" في القاهرة أيام صلاح الدين الأيوبي رحمه الله.. والذي كان ينقل الماء من فم الخليج على النيل إلى القلعة فوق جبل المقطَّم، وكانت هناك ساقية تُدار بالحيوانات لترفع المياه لعشرة أمتار؛ فتتدفق في القناة فوق السور، وتسير المياه بطريقة الأواني المستطرقة حتى تصل إلى القلعة!

والحق أن جهود علماء المسلمين في الهندسة الميكانيكية أو "الحيل النافعة" بلغت مستوىً أذهل كل من جاء بعدهم.. وامتلأت مؤلفات المهندسين المسلمين الأفذاذ بشروح مصوَّرة لمئات المخترعات والآلات التي وصلوا إليها لتحسين الحياة من حولهم وتيسيرها بصورة تعكس مدى التمدُّن والرقي الذي وصلت إليه الأمة الإسلامية ونقلت العالم إليه..

من أعلام المسلمين في الهندسة الميكانيكية "بنو موسى بن شاكر" الذين برزوا – إلى جانب الهندسة الميكانيكية – في مجالات أخرى كالفلك وغيره من العلوم التطبيقية والتقنية.. وهم ثلاثة إخوة: محمد وأحمد والحسن أبناء موسى بن شاكر.. عاشوا في القرن الثالث الهجري (التاسع الميلادي)، وشكَّلوا منذ ذلك العهد البعيد نموذجًا إسلاميًّا سابقًا لفريق البحث العلمي، وما يمكن أن يتولَّد من ابتكارات وإنجازات بتجميع جهود العلماء وتضافرها.. هذا التجميع والتضافر الذي يشكِّل اليوم سببًا واضحًا من أسباب سبق الحضارة الغربية الحديثة.

واشتهر بنو موسى في مجال الحيل النافعة – الذي نحن بصدده -  بكتابهم القيم المعروف باسم: "حيل بني موسى".. الذي يحكي عنه المؤرخ المعروف ابن خلّكان قائلاً: "ولهم – أي: بني موسى - في الحيل كتابٌ عجيبٌ نادرٌ، يشتمل على كل غريبة، ولقد وقفتُ عليه فوجدته من أحسن الكتب وأمتعها، وهو مجلَّد واحد..".

ويحتوي هذا الكتاب على مائة تركيب ميكانيكي، مع شروح تفصيلية، ورسوم توضيحية لطرائق التركيب والتشغيل، وكان استخدام بني موسى للصمامات التي تعمل تلقائيًا، وللأنظمة التي تعمل بعد زمن معين، وغير ذلك من مبادئ وأفكار التحكم الآلي، من أهم الإنجازات في تاريخ العلم والتقنية بشكل عام.

ومن أمثلة التركيبات التي توصَّل إليها بنو موسى: عمل سراج لا ينطفئ إذا وُضع في الريح العاصف! وعمل سراج يُخرج الفتيلة لنفسه، ويصبُّ الزيت لنفسه، وكل من يراه يظن أن النار لا تأكل من الزيت ولا من الفتيلة شيئًا ألبتَّة!! ومن إنجازاتهم أيضًا تنفيذ نافورة يفور منها الماء مدة من الزمان كهيئة الترس، ومدة متماثلة كهيئة القناة... وتظل هكذا تتراوح بين الطريقتين!!

كما استحدثوا كذلك آلات لخدمة الزراعة والفلاحة، مثل المعالف الخاصة لحيوانات ذات أحجام معينة لتتمكن من أن تصيب مأكلها ومشربها؛ فلا ينازعها غيرها الطعام والشراب.. وقاموا أيضًا بعمل خزانات للحمامات، وآلات لتعيين كثافة السوائل، وآلات تُثَبَّتُ في الحقول لكيلا تضيع كميات الماء هدرًا، ويمكن بواسطتها السيطرة على عملية ري المزروعات.

لقد كان لكل هذه الأفكار الإبداعية أثر كبير في دفع مسيرة تقنية "الحيل النافعة" أو الهندسة الميكانيكية قُدُمًا، حيث تميزت تصاميمها بالخيال الخصب والتوصيف الدقيق والمنهجية التجريبية الرائدة.

ومن بعد "بني موسى" أتى علماء أفذاذ مثل "ابن خلف المرادي" الذي عاش فى القرن الخامس الهجري (الحادي عشر الميلادي)، وألَّف كتابًا قيِّمًا في الحيل النافعة بعنوان "الأسرار فى نتائج الأفكار".. وقد اكتُشِفَت مخطوطة هذا الكتاب حديثًا (عام 1975م) في مكتبة لورنيين بفرنسا.. ويحوي الكتاب أجزاءً هامة حول الطواحين والمكابس المائية، كما يشرح أكثر من ثلاثين نوعًا من الآلات الميكانيكية، ويصف ساعةً شمسيةً متطورةً جدًا.

ومن أمثلة التقنيات المتقدمة التي صوَّرها كتاب المرادي: (حامل المصحف) الموجود فى جامع قرطبة، والذي يُتيح تناولَ نُسخة نادرة من القرآن الكريم، وقراءتها دون أن تمسَّها الأيدي، وينفتح الحامل بطريقة آلية ليخرج منه المصحف..

وفى موضع آخر من الكتاب يُقدم المرادي شرحًا وافيًا لتقنية أخرى متقدمة فى قصر جبل طارق، يتم فيها تحريك جُدران مقصورة الخليفة آليًّا عن طريق تجهيز قاعة محركات إلى جانبها!!

وقبل مرور قرن على ما أبدعه "ابن خلف المرادي" ظهر عالم جديد هو: بديع الزمان أبو العز بن إسماعيل الجزري، الذي عاش بين القرنين السادس والسابع الهجريين (الثاني عشر والثالث عشر الميلاديين)، وله كتابان رائدان في مجال الحيل الهندسية: أحدهما بعنوان "كتاب في معرفة الحيل الهندسية"، والآخر بعنوان: "الحيل الجامع بين العلم والعمل" (وقد تُرجم هذا الكتاب إلى الإنجليزية عام 1974، ووصفه مؤرخ العلم المعاصر "جورج سارتون" بأنه أكثر الكتب من نوعه وضوحًا، ويمكن اعتباره الذروة في هذا النوع من الإنجازات التقنية للمسلمين)..

وقد تضمن هذا الكتاب الأخير ابتكارات وتصميمات متنوعة لساعات وروافع آلية، يتم فيها نقل الحركة الخطية إلى حركة دائرية بواسطة نظام يعتمد على التروس المسننة، وهو الأساس الذي تقوم عليه جميع المحركات العصرية.. كما يضم الكتاب عدة أقسام: أطولها قسم الساعات المائية.. إلى جانب قسم آخر يعالج موضوع آلات رفع الماء.

وكانت ساعات الجزري تستعمل دُمًى ذاتية الحركة لتشير إلى مرور الوقت، مثل طيور تقذف من مناقيرها كرات صغيرة فوق صنوج، أو أبواب تفتح ليخرج منها أشخاص، أو دوائر بروج تدور، أو موسيقيين يقرعون الطبول وينفخون الأبواق، وفي معظم هذه الساعات كان المحرك الأول ينقل الطاقة إلى الدمى بواسطة أنظمة بكرات بالغة الدقة

أما قسم آلات رفع الماء ففيه وصف لتصميم مضخة يعتبرها المؤرخون الجَدَّ الأقرب للآلة البخارية، وتتكون هذه المضخة من (ماسورتين) متقابلتين في كل منهما ذراع يحمل مكبسًا أسطوانيًا، فإذا كانت إحدى الماسورتين في حالة ضغط أو كبس فإن الثانية تكون في حالة سحب أو (شفط).. ولتأمين هذه الحركة المتقابلة المتضادة يوجد قرص دائري مسنن قد ثبت فيه كل من الذراعين بعيدًا عن المركز، ويُدار هذا القرص بواسطة تروس متصلة بعامود الحركة المركزي، وهناك ثلاثة صمامات على كل مضخة تسمح بحركة المياه في اتجاه واحد من أسفل إلى أعلى، ولا تسمح بعودتها في الاتجاه العكسي.

ومن عجيب ما يُنسب للجزري أنه أول من اخترع (الإنسان الآلي المتحرك للخدمة في المنزل!!).. حيث طلب منه أحد الخلفاء أن يصنع له آلة تُغنيه عن الخدم كلما رغب في الوضوء للصلاة، فصنع له آلة على هيئة غُلام مُنتصب القامة، وفي إحدى يديه إبريق ماء، وفي اليد الأخرى منشفة، وعلى عمامته يقف طائر.. فإذا حان وقت الصلاة يُصَفِّرُ الطائر، ثم يتقدم الخادم نحو سيده، ويصب الماء من الإبريق بمقدار معين، فإذا انتهى الخليفة من وضوئه يقدِّم له الغلام المنشفة ثم يعود إلى مكانه، والعصفور يغرد!!

وهكذا نرى أن علم الحيل النافعة (أو ما يمكن أن يُطلق عليه اليوم: الهندسة الميكانيكية) قد اتَّخذ – على يد روَّاد الحضارة الإسلامية – اتجاهًا نافعًا للإنسان في حياته اليومية، تحِلُّ فيه الآلة محل الجهد العضلي قدر الإمكان.. بعد أن كانت غاية السابقين من علم "الحيل" لا تتعدى استعماله في التأثير الديني والروحي على أتباع مذاهبهم: مثل استعمال التماثيل المتحركة أو الناطقة بواسطة الكُهَّان، أو استعمال الآلات الموسيقية والمصَوِّتة في المعابد... حتى جاء الإسلام فجعل الصلة بين العبد وربه بغير حاجة إلى وسائل وسيطة أو خداع بصري.. وأصبح توفير جهد ووقت الإنسان باستعمال آلات متحركة (ميكانيكية) هو الهدف الجديد لتقنيات "الحيل النافعة" في ظلال الحضارة الإسلامية.. الأمر الذي يؤكد – من جهة أخرى – أن ذلك المجال عند المسلمين لم يكن مقتصرًا - كما زعم البعض - على صُنع ألعابٍ من أجل التسلية وحَسْب!!.

ونسأل الله تعالى أن يُعيد لأمَّة الإسلام سالف أمجادها، وأن تتيقَّظ همم المسلمين وعقولهم للنسج على منوال أجدادهم العظام.

اقرء المزيد

الهندسة الميكانيكية وعلماء المسلمين القدامى

بسم الله الرحمن الرحيم

الهندسة الميكانيكية وعلماء المسلمين القدامى

مقدمة

علم الهندسة أحد أقدم العلوم وأهمها إلى يومنا هذا وأقسامه في ازدياد...

وأحد أقدم أقسام الهندسة هو { الهندسة الميكانيكية } واشتهر المسلمون بتقدمهـــمفي هذا العلم باختراعاتهم وكانوا يسمون الهندسة الميكانيكية بـ { علم الحيل النافعة }
ولخّص علماء المسلمين الهدف من هذا العلم بـ {الحصول على الفعل الكبير من الجهداليسير} بمعنى استخدام الحيلة مكان القوة، والعقل مكان العضلات، والآلة مكان البدن.
مثال على ذلك ..

ففي المسدس حولت الهندسة الميكانيكية تلك الطاقة البسيطة التي تبذلها لثني
سبابتك إلى راحة يدك كي تضغط على الزناد إلى طاقة تستطيع أن تتسبب
في قتل أنفساً بشرية..
ووصل المسلمون بعلم الهندسة الميكانيكية إلى مراحل متقدمة، وأسسّوا قاعدة علميةفيه، إتّكأت عليه الحضارة الحديثة..

علماء المسلمين في الهندسة الميكانيكية

العالم بديع الزمان أبو العز الجزري

ويعتبر العالم المهندس بديع الزمان أبو العز بن إسماعيل الجزري، والذي عاش بين القرنينالسادس والسابع الهجريين (الثاني عشر والثالث عشر الميلاديين)، وتوفي سنــة 1184مشيخ علماء المسلمين في علم الحيل النافعة وقد ألف كتابين رائدين في هذا مجال الحيلالهندسية أحدهما بعنوان "كتاب في معرفة الحيل الهندسية" والآخر بعنوان: "الحيل الجامعبين العلم والعمل" ويسمّى في أوروبا (الحيل الهندسية) ..
وهو من أدّق الكتب وصفاً وشرحاً وتفصيلاً، ومحلـّى بلوحات ملونة فيها وصف لآلاته واختراعــاتهوما زالت بضع نسخ أصلية من هذا الكتاب موجودة في متاحف أوروبا حيث يعتدّون بها كــــــدررأثرية ثمينة، وقد ترجم الكتاب إلى جميع اللغات الأوربية عدة مرات وكان قاعدة لعلم الميكانيكاالحديثة، والجزري هو أول من اخترع الإنسان الآلي المتحرك للخدمة في المنزل.
حيث طلـب منه الخليفة أن يصنع آلة تغنيه عن الخدم كلما رغب في الوضوء
للصلاة، فصنع له آلة على هيئة غلام منتصب القامة وفي يده إبريق ماء وفي اليد
الأخرى منشفة وعلى عمامته يقف طائر فإذا حان وقت الصلاة يصفـّر الطائر ثم يتقدّم الخادم نحو
سيّده ويصب إليه ماء من الإبريق بمقدار معينفإذا انتهى من وضوئه يقدّم له المنشفة تم يعود إلى مكانه والعصفور يغرد...

فيديو YouTube ~ عرض سريع لمنجزات العالم الجزري.. (صور ثم مقاطع افتراضية لاختراعاته)

عرض مختصر وسريع لاختراعات الجزري.. ~ وفي الأخير فيديو تخيلي لعمل بعضها

وقد تُرجم هذا الكتاب إلى الإنجليزية عام 1974، ووصفه مؤرخ العلم المعاصر "جورج سارتون" بأنهأكثر الكتب من نوعه وضوحًا، ويمكن اعتباره الذروة في هذا النوع من الإنجازات التقنية للمسلمين..
وهذه عدة صور لبعض صفحات من كتب العالم بديع الزمان
صورة لمضخة مائية 

صورة لساعة شمعية متطورة

صورة للعبة موسيقية

- أولاد موسى بن شاكر

من اشهر علماء المسلمين في علم الحيل أولاد موسى بن شاكر وهم محمد وحمد والحسنوقد ألفوا كتــاب "الحيل النافعة" وكتاب القرطسون (وهو ميزان الذهب) وكتاب وصف "الآلة التىتزمّر بنفسها صنعة بني موســى بن شاكر" ومن اختراعاتهم التي وصفهــا المؤرخون بكثير منالإعجاب آلة رصد فلكي ضخمة..تعمل في مرصدهم وتدار بقوة دفع مائية وهي تبين كل النجومفي السماء وتعكسها على مرآة كبيرة واذا ظهر نجم رصــد في الآلة وإذا اختفى نجــم أو شهابرصد في الحال وسجل ،وقد اخترع أحمد بن موسى قنديلا آليا يشعل الضوء لنفسه وترتفع فيــهالفتيلة تلقائيا ويصب الزيت بنفسه ولا يمكن للرياح إطفاءه...

فيديو YouTube ~ اقتباس عن فيلم وثائقي يعرض أكثر اختراعات المسلمين القدامى في الميكانيكية كروبوت يقدم الشاي

عرض لأحد عجائب اختراعات المسلمين "روبوت يقدم الشاي"
مقطع من فيلم وثائقي أجنبي.. وعدد من الاختراعات الأخرى..

- عباس بن فرناس

ومن أساطير هذا العلم في الأندلس عباس بن فرناس (ت 878 م) وهو صاحب عدد كبير منالإختراعات الميكانيكية.. منها (اليقاته). لمعرفة الأوقات، ومنها نموذج القبة السماويــة التيتوصل فيها إلى محاكاة البرق والرعد ثم صنع أول طائرة ذات جناحين متحركين وطار بها مــــنفوق مئذنة مسجد قرطبة...
ومن هؤلاء العلماء ابن يونس المصري (ت 1009) ويذكر عنه سارتون فــيموسوعة " تاريخ العلم" أنه أول من اخترع الرقّاص واكتشف قوانين ذبذبتهوذلك قبل الإيطالي جاليليو (المتوفي سنة 1624 م) بستة قرون.........


ومن أكثر الامور التي حظيت باهتمام علماء المسلمين استعمال الروافع لرفع الأثقال الكبيرة بالجهداليسير وقد وضعوا لها قواعد وصنعوا أجهزة معقدة لرفع الأثقال الكبيرة أو جرها بالجهد اليسير ،وقـدوضع ثابت بن قره (المتوني في القرن التاسع الميلادي) كتابا عن قوانين الروافع ومعادلاتها وحساباتهاوقد ترجم في أوروبا باسم Liber Karatonis (4) (أي كتاب ابن قره) وكان لهذا الكتاب فضل كبيـــر في

النهضة الصناعية الحديثة...

- هدية الخليفة هارون الرشيد لملك الافرنجة

وفي القرن التاسع الميلادي (حوالي سنة 807 م) أرسل الخليفة العباسي هارون الرشيـدهدية عجيبة إلى صديقه، شارلمان ملك الفرنجة وتم ذكرها في أحد الكتب بالنص التالي:"وكانت الهديـة عبارة عــن ســاعـة ضخمة بارتفاع (متر واحد) توضععلى حائط الغرفة تتحرك بواسطة قوة مائية وعند تمام كل ســــاعة يسقط منها عدد معينمن الكرات المعدنيه بعضها في أثر بعض بعدد الساعـات فوق قاعدة نحاسية ضخمة فيسمعلها رنين موسيقي يسمع دويه في أنحاء القصر..
وفي نفس الوقت يفتح باب من الأبواب الاثني عشر المؤدية إلى داخل الساعة ويخرج منهافارس يدورحول الساعة ئم يعود إلى حيث خرج، فإذا حانت الساعة الثانية عشرة يخرج مـنالأبواب اثنا عشر فارسا مرة واحدة، ويدورون دورة كاملـــة ثم يعودون فيدخلون من الأبـــوابفتغلق خلفهم كان هذا هو الوصف الذي جاء في المراجع الأجنبية والعربية عن تلك الساعةالتي كانت تعد وقتئذ أعجوبة الفن وأثارت دهشة الملك وحاشيته ولكن رهبان القصر اعتقدواأن في داخل السـاعة شيطان يحركها فتربصوا به ليلاً واحضروا البلط وانهالوا عليها تحطيما إلاأنهم لم يجدوا بداخلها شيئا"
وهذا مقطع تخيّلي مقتبس عن فيلم وثائقي لأحد اختراعات العالم المهندس بديع الزمان أبو العز بن إسماعيل الجزري
والتي حكى عنها ابن بطوطة.. ألا وهو "ساعة الفيل" ..

عرض توضيحي لاختراع العالم الجزري لـ ساعة الفيل

مقطع تخيّلي لساعة الفيل.. للعالم المسلم أبو العز بن اسماعيل الجزري

ختام

ويندرج تحت قسم الهندسة الميكانيكية ~ حديثاً ~ المحركات النفاثة والانفجارية
وأغلب الأسلحة من قديم الزمان إلى يومنا هذا..
وتسمى الهندسة الميكانيكية بـ "أم الهندسة" كونها تضم 70% من العلوم الهندسية ...
فالسيارات والطائرات والهليوكوبترات والهوفركرافت والمدافع والصواريخ والمنجنيقات والساعاتوالأقمار الاصطناعية والروبوتات الآلية والمكيّفات والسخـّانات والمضخـّات والرّافعات وأنظمة التهوية... إلخ هي نتاج فكر الهندسة الميكانيكية.. ولها من الميكانيكية النصيب الأكبر..
ولعل أحد أعلام هذا العلم في القرن العشرين مصمم أول صاروخ باليستي
المهندس كرولوف والمظلوم إعلامياً حيث صعب علي إيجاد معلومات عنه..

ودمتم في حفظ الله ورعايته..

اقرء المزيد