אימגו מגזין מאמרים

כתב עת בנושאי תרבות ותוכן

על האסתטיקה של מדעי הטבע חלק ב


התמונה של נח שמיר

במאמר הראשון בסדרה הבאתי בעיקר דוגמאות לאסטתיקה של הטבע כפי שהוא נראה דרך המצלמות של האסטרופיסיקה הקולטות את שידורי הגלים האלקטרומגנטיים שגרמי השמיים משדרים בכל אורכי הגל, ומהם הפיסיקאים מסיקים מסקנות לגבי התהליכים הפיסיקליים המתרחשים בחלל. מסתבר שהמערכות החלליות האלה, אם אילו כוכבי לכת, גלקסיות למיניהן, סופרנובות ופולסארים או ענני הגזים הבין כוכביים (נבולות) יוצרות בצילומים קומפוזיציות אסטתיות ונעימות לעיין ומרחיבות את מושג "יפי הטבע" גם לממדים קוסמיים וגם לתחום אורכי הגל שהם מחוץ ליכולת הראיה המסורתית שלנו, כלומר התבוננות בעין בלתי מזויינת על הטבע.

בחלק הזה, אתחיל, לפי סדר הגודל היורד, בדברים שאנחנו יכולים לראות בעינינו, וכאן כמובן ההפרדה בין "טבע" ל"מדעי הטבע" מיטשטשת, כיון שההבדל הוא רק בכוונת המסתכל ולא בהסתכלות עצמה. לאחר מכן אתחיל לרדת בגודל ואגיע לתחום המיקרוסקופיה הקרוב, כלומר הגדלות לא בעוצמה רבה.

1. מחקר כלי נשק

מעטים הדברים שמתקשרים אצלי פחות לאסטתיקה מתוצאות פעולתם של כלי נשק. צריך אבל להודות, שכלי המשחית האלה עצמם, הם לפעמים אסטתיים מאד וגם פעולת הנשק עצמה, כפי שראינו בצילומי ההפצצות הליליות בעיראק ותגובת ירי הנ"מ ולהבדיל האפקטים הפירוטכניים של פעולות פיצוץ וכלי נשק אחרים (מציאותיים או דמיוניים) בסרטים, נראים בדרך כלל אסטתיים מאוד, אם מתעלמים מתוצאותיהם ההרסניות. כנער הייתי מנוי נלהב של בטאון חיל האויר (שהיה פופולארי מאד בזמנים ההם), בניתי את דגמי הנייר של מטוסי הקרב והייתי משוכנע שמטוס ה-f-4 ומטוס הניסוי האגדי ה-x-15 הם הדברים היפים ביותר שאפשר למצוא. כלי הנשק האויריים הם יפים בעיקר בגלל צורתם האוירודינאמית, דבר שמוכיח שוב את ההתלכדות, הלא מקרית בדרך כלל, של המועיל והיפה. גם מכוניות הספורט האוירודינמיות וגם קסדת האופניים שלבש לאנס ארמסטרונג בימי המירוץ נגד השעון של הטור דה-פראנס, שהיתה אוירודינאמית, יפים בעיני מאד.

כשהייתי חייל צעיר במלחמת ששת הימים, עמדנו בארמון הנציב שכבשנו לא מכבר (אחרי שחיל האויר שלנו חיסל את המרגמות הכבדות שהפציצו אותנו ללא רחם) וצפינו מלמעלה בקרב הלילי על העיר העתיקה בירושלים. הכדורים הנותבים, שלנו באדום ושל הליגיון בצהוב (או שמא היה זה להפך) שרטטו בקוים זוהרים את מפת הקרב ופיצוצים האירו באור זוהר את העיר. מרחוק זה היה מראה נורא הוד שלא אשכח כל חיי.

הדוגמה הראשונה שאני מביא כאן היא של פעולת כלי נשק. זהו רגע הפגיעה של פגז חודר שריון בלוח פלדה במטווח נסויים.

הדוגמה השנייה וגם השלישית היא של כיפת ספיר המהווה את הראש של טילים רבים, בגלל יכולת ההעברה האופטית של גלים אלקטרומגנטיים, בעיקר בתחום האינפרה-אדום, שהוא תחום החישה של מנועים פולטי חום שהטיל מתביית עליהם. כיפה כזו חייבת להיות, כדי לתפקד כהלכה, בדרגת שלמות גבוהה הן מבחינת הכדוריות של הכיפה והן מבחינת השקיפות האופטית. התמונה הראשונה של הכיפה היא תמונתשבירת האורכשמאירים אותה באור לבן.הכיפה מפרקת את האור הלבן לצבעים שונים (בדומה לפריזמה) ויוצרת תמונה יפה על המשטח שבו פוגע האור.

במהלך הייצור של כיפות כאלה יש בחינות איכות רבות ואחת מהן בודקת את מידת הכדוריות והחלקות בעיבוד פני הכיפה בעזרת טכניקה הנקראת התאבכות מוארה (moiré),הנוצרת כששמים שני שריגים זה על זה ומזיזים אחד כלפי השני (דוגמה יפה בקישור). כשמשליכים את תמונת ההתאבכות הזו על הכיפה, מקבלים מיפוי שבו הסטיה מכדוריות מודגשת במיוחד, ולכן השיטה הזו משמשת כשיטת בדיקה רגישה מאד. בתמונה מובאת (בחלק העליון) השלכה כזו (מתורגמת לצבעים) על כיפה ובחלק התחתון – עיבוד מחשב של מיפוי הסטיות מכדוריות, מועצמות במידה רבה.

2. בוטניקה

אין לי ממש הרבה מה לומר בנושא הזה, מלבד זה שלא יכולתי להתאפק מלהביא את התמונה החמודה הזו של תרמיל הזרעים של פרח לוע הארי.

 

3. רפואה/מדעי החיים/ביולוגיה

הרפואה המודרנית משתמשת הרבה במכשור צילום והדמייה, החל מצילומי הרנטגן , אולטרה סאונד דרך טומוגרפיה ממוחשבת (שהיא מיפוי רנטגן - קרני x, תלת מימדי), וכלה ב- mri-magnetic resonance imagingמיפוי בתהודה מגנטית גרעינית (אגב, השם המקורי היה nmri ובשנות השבעים הורידו את ה-n-nuclear מחשש שזה יגרום לקונוטציה של קרינה גרעינית ויפחיד אנשים). nmr – תהודה מגנטית גרעינית היתה, אגב, גם הטכניקה שבה השתמשתי בעבודת המוסמך שלי.

התמונה הראשונה שאני מביא היא צילום עצם בשיטת הטומוגרפיה הממוחשבת. גודל הבר שמתחת לעצם הוא 3 מ"מ, כך שיש כאן הגדלה מועטה. אפשר לראות רק את החלק הקשה (צפוף) של העצם היוצרת סריג חזק וקל יחסית. אם הייתי נתקל בפסל כזה בתערוכה, אני מניח שהייתי מחמיא לפסל...

התמונה השניה היא תמונת mri ולקוחה ממאמר מדעי, כלומר היא חלק ממחקר. אני אשאיר לכם לנחש מה רואים בצילום (שיטה להבטיח תגובות למאמר j) ואם לא תמצאו (נראה לי קל למדי, לאחר שאני כבר יודע) אגלה בהמשך. אומר רק, שב-mri הצליחו לקבל תוצאה ברורה שלא צלחה בטכניקות אחרות.

מבחינת הקומפוזיציה, ברור שה"ציור" הזה היה יפה יותר בצבעים, אבל גם כך הוא סביר.

4. מיקרוסקופיה בתחום הקרוב

במסעי מהגדול אל הקטן אני מגיע שוב לתחום המיקרוסקופיה, והפעם (לפי סדר הירידה) להגדלות הנמוכות. אני מביא כאן סדרה של צילומים שכולם לקוחים ממעבדת המחקר שלנו, בקמ"ג.

כשקיבלנו לפני שנים לא מעטות מיקרוסקופ אלקטרוני משומש, החליט הממונה עליו (שמעון זלקינד, אז מסטרנט שלי ואח"כ דוקטורנט, שסיים לפני שנתיים, צלם מצויין לא רק במיקרוסקופיה אלקטרונית) להתאמן בצילום מיקרוסקופי. לצורך זה הוא לקח זבוב מת (הוא טוען שהוא הקריב אותו על מזבח המדע, אבל אני בספק אם הוא היה נשאר כל כך שלם ויפה אחרי חבטה, ואפילו עדינה), ציפה אותו בזהב (הדגם במיקרוסקופיה אלקטרונית חייב להיות מוליך, אחרת ייטען ע"י קרן האלקטרונים ויעוות את התמונה) וצילם אותו בהגדלות שונות. אני מביא כאן מקבץ מהצילומים. מעט צלמי מאקרו יכולים להשיג אפקטים כאלה. חשבתם פעם שזבוב הוא כל כך יפה?

אחד מכיווני המחקר שהמעבדה שלנו מתמחה בהם הוא תקיפת מתכות ע"י גז המימן. כשמתחילה ריאקציה כימית בין המתכת למימן נוצרת תרכובת הנקראת הידריד. התקיפה ויצירת ההידריד היא נקודתית. גרעיני ההידריד נוצרים בזמנים שונים, וגדלים בקצב משתנה. את התהליך מצלמים בוידאו ומנתחים את זמני ההופעה ותלות הגידול בזמן ומהם מסיקים את האינפורמציה המדעית על מנגנון הריאקציה. התמונה המובאת כאן היא מתוך סרט וידאו כזה, שבו צילמו התקפת מימן על אורניום. אפשר לראות בבירור את גרעיני ההידריד שהתפתחו על פני המתכת (הנראית כחולה בגלל שכבת התחמוצת הדקה המכסה אותה). האיזורים הכהים הם גרעיני הידריד שגדלו והתפשטו על המתכת, מתחת לשכבת התחמוצת והאיזורים השחורים יותר (המוקפים בלבן) הם אלה שבהם ההידריד פרץ וקילף את התחמוצת. גודל המסך הוא 0.4 מ"מ.

בהקשר הזה, אני מביא תמונה (לא מהמעבדה שלנו) של סריקת קרני x המראה את גרעיני ההידריד של אורניום ביחס למישורים הקריסטלוגרפיים בגביש, שכל אחד מהם מצויין בצבע שונה. אני חושב שהתמונה הזו, ששום שיקולים אסטתיים לא היו מעורבים ביצירתה, יוצרת ציור אבסטרקטי יפה מאד.

ומכאן, לעוד תמונה, של מיקרוסקופיה אלקטרונית (שוב צילום של שמעון זלקינד) של תוצר של מערכת המחקר האישית שלי.

כדי לנקות דגם לפני ביצוע ניסוי של פני-שטח אנחנו משתמשים בהתזה של המשטח ע"י יונים אנרגטיים הנורים אליו ע"י "תותח יונים", מקלפים ממנו את השכבה העליונה (כולל התחמוצת שתמיד נמצאת על פני מתכת) ומשאירים פני שטח נקיים המוכנים לעריכת הניסוי. בחלק מהמקרים הקילוף הזה הוא מאד לא הומוגני בגלל כיוונים "רכים" או "קשים" יותר בגביש. מקרה קיצוני כזה קרה לנו עם המתכת הנדירה צריום. תהליך ההתזה השאיר אותנו עם "נטיפים" (או "זקיפים", תלוי איך מעמידים את הדגם) שלא היו מביישים שום מערה. גודל התמונה כ-2 מאיות המילימטר ואורך כל "נטיף" כזה הוא כמאית המילימטר.

הדוגמה האחרונה (שוב מהמעבדה שלנו, מלפני שנים רבות) היא של קרן לייזר הנורית על שכבת נחושת דקה שנודפה על זכוכית. הקרן מאדה את הנחושת בנקודת הפגיעה ויוצרת חור הנקי במרכז מנחושת והשכבה הולכת ומתעבה בהדרגה, מהחור החוצה, עד הגיעה לעובי המקורי, באיזור שלא נפגע מהקרן. אור הלייזר הירוק יוצר עם השכבה בעלת העובי המשתנה, באיזור החור, תמונת התאבכות, המתבטאת בטבעות קונצנטריות. הצילום הוא צילום אופטי של תמונת ההתאבכות הנוצרת, בהגדלה לא גדולה.

התמונה האחרונה שאביא הפעם היא התמונה המשלימה לזו שלפניה והיא צילום של מיקרוסקופ אלקטרוני חודר (tem ) של החור שנוצר ע"י פגיעת הלייזר. אפשר לראות את חוסר החומר, שהועף ע,י הלייזר, במרכז החור, אבל בנוסף, אפשר לראות גם שהחומר מסביב לחור עבר התכה והתגבשות מחדש. החלקיקים הנראים בתמונה הם גבישונים של נחושת, שבמקור היו קטנים מאד, בעקבות נידוף השכבה (כמו שאפשר לראות באיזור הרחוק מהחור, שלא הושפע) ולאחר ההתכה וההתגבשות מחדש הם גדלו במידה ניכרת והגדולים ביותר הם אילה שעברו את ההתכה המכסימלית בסמוך לחור.

עד כאן הפרק הזה. בפרק האחרון אביא תמונות שכולן מתחום המיקרוסקופיה ורובן מיקרוסקופיה אלקטרונית והן היפות ביותר לטעמי, כך שיש למה לצפות.

תגיות: 

הוסף תגובה חדשה

CAPTCHA

משהו קטן לוודא שאינך רובוט. משתמשים רשומים מדלגים

ענה לשאלה / השלם את החסר

הנצפים ביותר

מאמרים נוספים מאת נח שמיר