مقالات في الفيزياء

هل حقا تمكن ارشميدس من تدمير سفن العدو بمرايا تعكس اشعة الشمس؟

هل حقا تمكن ارشميدس من تدمير سفن العدو بمرايا تعكس اشعة الشمس؟

اكاد اجزم ان اكثر من واحد مثلي قد حاول حرق ورقة او اشعال عود ثقاب باستخدام عدسة تركز اشعة الشمس على الورقة فتحرقها. واذكر اول مرة قمت فيها بهذا الامر تفحم جزء من الورقة دون ان تحترق ومع تكرار التجربة نجحت في اشعال النار في الورقة بتركيز اشعة الشمس. حاول الكثيرون استخدام اشعة الشمس لحرق قطع كبيرة من الاشياء المختلفة لكن بدون نجاح ملحوظ.

هل حقا تمكن ارشميدس من تدمير سفن العدو بمرايا تعكس اشعة الشمس؟

اعلانات جوجل

في الحقيقة يقال ان ارشميدس العالم اليوناني المشهور فكر في التسبب في احداث ضرر كبير باستخدام نفس الفكرة على مقياس اكبر. لقد قال ان بامكانه ان يصنع اشعة الموت بتركيز اشعة الشمس باستخدام عدد كبير من المرايا او باستخدام مرآة واحدة كبيرة وتسليطها على سفن الرومان الذين كانوا يحاولون غزو اليونان.  وتقول الاسطورة انه بالفعل استخدم اشعة الموت ووجهها على سفن الرومان فاصاب الجنود بالزعر ومنعهم من احتلال اليونان.

ما يهمنا في هذه الاسطورة هو التساؤل الفيزيائي المطروح كعنوان لهذه المقالة وهو هل بامكان ارشميدس ان يصنع اشعة الموت وهل بالفعل من الممكن ان يحرق السفن بتركيز اشعة الشمس عليهم بواسطة المرايا؟!

قدرة الحرق للمرايا

هل حقا تمكن ارشميدس من تدمير سفن العدو بمرايا تعكس اشعة الشمس؟

اعلانات جوجل

دعنا نعود إلى تجربة حرق الورقة باستخدام عدسة صغيرة. ان اشعة الشمس او اشعة الضوء القادمة الينا من الشمس تحمل كمية محددة من الطاقة. في الظروف العادية لا تتسبب اشعة الشمس حرق ورقة واشعال النار فيها لان اشعة الشمس تكون متشتتة ومتباعدة عن بعضها البعض لتكون قادرة على احداث اثر مرئي عند سقوطها على الارض.

لكن عندما تمسك عدسة مكبرة وتضعها في المكان المناسب بين الورقة واشعة الشمس فانك تجعل الاشعة تقترب من بعضها البعض وتتقارب اكثر لتصل إلى اقصى درجة تقارب على الورقة وهي نقطة البؤرة focus point للعدسة. فنلاحظ تحول لون الورقة إلى اللون الاسود ومن ثم تحترق وتشتعل النار بها.

هل يمكن ان نطبق نفس المبدأ لحرق اجسام كبيرة مثل السفن؟

من الناحية النظرية نعم … يمكنك ان تحرق جسم كبير باستخدام نفس المبدأ وهذا يعني ان هناك بعض الاساس النظري لاسطورة ارشميدس في حرق سفن العدو.

بما اننا قد توصلنا إلى هذه النتيجة فانه في الحياة الحقيقية نجد ان اشعال قطعة من الخشب بهذه الطريقة امرا صعبا. ماذا اذا عن حرق سفن كبيرة! هناك بعض الصعوبات العلمية سوف نناقشها في الجزء التالي من المقال.

اعلانات جوجل

 

حجم المرآة

 اول امر يقف حجر عثر امام تحقيق فكرة ارشميدس هي ان المرآة المطلوبة هائلة جدا! دعنا نفترض لهدف المناقشة ان ارشميدس قد نجح في الحصول على مرآة عاكسة كبيرة. والمشكلة الثانية هي نقلها إلى المكان المناسب وتوجيهها بشكل دقيق على الهدف بدون اي صعوبة وبسلاسة قدر الامكان. فوق كل هذا لا يجب ان تتعرض المرآة لاي خدش او تصدع او كثر اثناء النقل والتثبيت.

هل حقا تمكن ارشميدس من تدمير سفن العدو بمرايا تعكس اشعة الشمس؟استخدام مجموعة من المرايا

اعلانات جوجل

لنفترض ان ارشميدس استخدم مجموعة من المرايا الصغيرة بدلا من استخدام مرآة واحدة كبيرة. الان هل هناك اي خطأ في هذا الامر.

نعم هناك العديد في الحقيقة….

قام العالمين ميلز Mills وكليفت Clift بدراسة اسطورة ارشميدس التاريخية ونشر دراستهما بعنوان انعكاسات عن المرايا الحراقة لارشميدس في المجلة الاوروبية للفيزياء. لقد وجدوا انها تتطلب 440 رجل كل واحد منهم يحمل مرآة مساحتها 1m2 لبدأ اشعال مساحة صغيرة لا تتعدي 1 * 0.5 متر من الخشب موضوعة على بعد مسافة 50 مترا. هذا يعني انك تحتاج إلى 440 مرآة بدلا عن المرآة الهائلة وعدد مساوي من الاشخاص لتوجيه المرايا على الهدف.

حتى بعد كل هذا الجهد فانك بعيد جدا عن الحصول على النتيجة المطلوبة. افترض ان كل ما تحتاجه متوفر من 440 رجل يوجهون المرايا على نقطة محددة واحدثت بعض الدخان على الخشب والذي من الممكن ان يختفي برشة ماء من مياه البحر. كذلك لن تكون سفن العدو مستقرة في مكانها مما يجعلها اهداف متحركة امام اشعة الشمس المركزة.

 

كما اجريت العديد من الاختبارات العملية بواسطة قناة دسكفري ووجدوا انه من المستحيل الوصول إلى درجة حرارة كافية لحرق سفينة بكاملها.

في النهاية يبدو ان حرق سفينة بتسليط اشعة الشمس عليها امرا مستحيلا من الناحية العملية. لكن بالتأكيد من الممكن ان هذه الطريقة قد اصابت طاقم السفن المهاجمة على بلدة ارشميدس بالضرر وربما اصابتهم بذعر شديد جعلهم يفروا هاربين.

 

 

مزيد من المعلومات:

الدكتور حازم فلاح سكيك

د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر – غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى