ג'יימס קלארק מקסוול – אבי מהפכת הטכנולוגיה במאה ה-20

לפני 135 שנה פירסם המדען הבריטי ג'יימס קלארק מקסוול ספר המסכם את מחקריו בתורת החשמל ועורר מהפיכה: בארבע משוואות מתימטיות סיכם תורה פיסיקלית שלמה המתארת את כל הידע על חשמל ומגנטיות, אשר חזתה את קיומם של גלים אלקטרומגנטיים ושינתה את פני העולם

הכתבה פורסמה באתר Techtimes ומתפרסמת באתר הידען באדיבות הכותב ומערכת המגזין

התיאורטיקן הגדול ביותר במאה ה-19. מקסוול בשנת ה-40 לחייו
התיאורטיקן הגדול ביותר במאה ה-19. מקסוול בשנת ה-40 לחייו

מייקל פרדיי, אחד מהפיסיקאים החשובים של תחילת המאה ה-19 ומאבות תורת החשמל, התלונן פעם בפני עמיתו המהולל לא פחות, אנדריי אמפר, על הנטייה לתאר כל תופעה פיסיקלית בכלים מתימטיים. "בכל פעם שמתגלה תופעה מעניינת, מתרגמים אותה למשוואות מתימטיות שאני לא מצליח להבין", רטן במכתב ששלח לאמפר.

בסופו של דבר, היה זה פיסיקאי בעל נטייה מתימטית אשר תרגם את הרעיונות מעוררי המחלוקת של פרדיי למשוואות מתימטיות ששינו את פני הפיסיקה והולידו את תורת האלקטרומגנטיות המודרנית ואת תעשיית האלקטרוניקה.

שמו ג'יימס קלארק מקסוול (James Clerk Maxwell). בן למשפחת אצילים כפרית מאדינבורו, סקוטלנד, אשר נולד חודשיים לפני שמייקל פרדיי פירסם באוגוסט 1831 את תגליתו המפתיעה לפיה תנועה של מגנט מחוללת זרם חשמלי בתיל מוליך. תגלית זו הביאה לגילוי תופעת ההשראה האלקטרומגנטית ולפיתוח המנוע החשמלי והגנרטור הראשון, שאותם בנה פרדיי במעבדתו במכון המלכותי בלונדון.

אלא שנסיונו של פרדיי להסביר את הממצאים עורר מחלוקת. במאה ה-19 התבססה תמונת העולם המדעית על הפיסיקה של ניוטון, ולפיה כל הגופים בטבע מפעילים כוחות אחד על השני באמצעות מגע. במחקרים הראשונים של חוקרי החשמל, כמו פרדיי, אמפר, קירכהוף ואחרים, זוהו אומנם תופעות חשמליות מענינות, אולם לא הכוחות ו"הגופים" המחוללים אותם. זו היתה אחת מהסיבות מדוע הושקעו כל כך הרבה מאמצים בחקר החשמל בתקופה הוויקטוריאנית.

כדי להסביר את תופעת ההשראה, העלה פרדיי את הרעיון של "קווי כוח". לפי רעיון זה, לכוחות החשמליים והמגנטיים יש מעין קווים שלאורכם ובכיוונם הם פועלים בסוגי תווך שונים. הרעיון נראה כסותר את חוקי ניוטון, ועורר ביקורת קשה בקהילה המדעית. נדרשו 40 שנה וגאון כמו מקסוול כדי שהרעיון יתקבל על-ידי הפיסיקאים.

ילדות אצילית

ג'יימס קלארק מקסוול נולד למשפחת אצולה כפרית, מבוססת אך צנועה. אביו היה בעל השכלה משפטית, אולם התעניין בעיקר בהמצאות מדעיות. אמו של מקסוול היתה בת 40 כשילדה אותו, וכשהיה בן 8 היא מתה ממחלת סרטן הקיבה. מקסוול עצמו מת כשהיה בגילה, 48, ומאותה סיבה בדיוק.

לאחר מות אמו, עבר חינוכו לידי האב, אשר החדיר בו אהבה עזה למדע. ילדותו עברה עליו בין אדינבורו לבין האחוזה המשפחתית Glenair בחבל Galloway בסקוטלנד, שם הירבה לטייל בחיק הטבע וגם התגלה כצייר חובב ובעל כישרון רישום רב.

את מאמרו המדעי הראשון חיבר מקסוול כשהיה בן 14: כיצד לצייר אליפסה בצורה מדויקת באמצעות עפרון, חוט ונעצים. בגיל 16 החל ללמוד באוניברסיטה של אדינבורו ובגיל 19 עבר לקיימברידג'. בניגוד לאקדמאים בני זמנו, הוא לימד במספר אוניברסיטאות בבריטניה, ורק ב-1871 חזר לקיימברידג', ואף התמנה למנהלה הראשון של מעבדת קאוונדיש המהוללת.
הוא היה התוצר המושלם של אידיאל החינוך הנאור. לצד הישגיו המדעיים המופלגים, נחשב לאדם נעים הליכות ובעל חוש הומור מפותח. הוא דיבר בטון רך ונעים, היה מאוהב ברעייתו לאורך כל חייו והירבה לכתוב שירים בהם עיבד את חוויותיו ואף לגלג על התמכרותו למתימטיקה.

תעלומת שבתאי

הטבעות של שבתאי. מקסוול חישב את טבען המיוחד 100 שנים לפני שנאס
הטבעות של שבתאי. מקסוול חישב את טבען המיוחד 100 שנים לפני שנאס

בתור מתימטיקאי בהכשרתו, מקסוול היה ממפתחי המכניקה הסטטיסטית, תורה שנועדה לסייע בחקר הגאזים, ושימשה לתיאור התנהגות גאזים על-ידי תנועת המולקולות בגאז. המכניקה הסטטיסטית שימשה אותו גם כשהביט עמוק אל תוך החלל החיצון: כמעט 200 שנה נחשבו הטבעות מסביב לכוכב שבתאי (Saturn) לתעלומה בעיני האסטרונומים, מאז צפו בהם גלילאו בשנת 1610 והאסטרונום ההולנדי הויגנס בשנת 1660.

רק במחצית השנייה של המאה ה-19 החלה התעלומה להתבהר. כסטודנט בקיימברידג', מקסוול כתב עבודה שבמהלכה ניתח את מבנה הטבעות והגיע למסקנה, על סמך עקרונות המכניקה המוכרים, שהן עשויות ממספר עצום של חלקיקים בגדלים שונים.

עד היום נחשבת עבודה זו כאחד מהיישומים המרשימים הראשונים של מתימטיקה בפתרון בעיות פיסיקליות. כאשר סייר החלל Voyager הגיע לקרבת שבתאי בשנת 1980 וצילם לראשונה את הטבעות מקרוב, התברר שהניתוח של מקסוול היה מדויק.

אור וגלים

תמונת הצבע הראשונה בהיסטוריה, 1861. מקסוול הפיק אותה באמצעות צילום האובייקט שלוש פעמים דרך שלושה מסנני צבע שונים
תמונת הצבע הראשונה בהיסטוריה, 1861. מקסוול הפיק אותה באמצעות צילום האובייקט שלוש פעמים דרך שלושה מסנני צבע שונים

הנושא העיקרי שריתק את תשומת ליבו עוד מילדותו היה האור. בתור ילד נהג להשתעשע בעדשה מקטבת, ולאחר מכן בחן את קיטוב האור על פני ג'לטין נמתח. מקסוול התעניין במיוחד בתופעות הגליות של האור ובצבעים המרכיבים את האור, ומחקריו הביאו אותו לייצור תמונת הצבע הראשונה בעולם.

בשנת 1861 הוא צילם סרט בד סקוטי שלוש פעמים ברציפות, כל תמונה באמצעות מסנן צבע שונה. לאחר מכן הקרין את שלושת השיקופיות על קיר באמצעות שלושה מקרנים שונים, שכל אחד הפיק צבע אחר באמצעות הפילטרים ששימשו לביצוע הצילום. כאשר שלוש התמונות מוקדו בנקודה אחת – הופיעה תמונה צבעונית של הבד המשובץ.

אולם עבודתו הגדולה ביותר של מקסוול, הנחשבת עד היום לאחת מהתורות הפיסיקליות המרשימות ביותר ושוות ערך לעבודותיהם של ניוטון ואינשטיין, היתה תרומתו לתאוריה של האלקטרומגנטיות. התאוריה היתה מנוסחת בארבע משוואות של השדה האלקטרומגנטי: משוואות המהוות אינטרפרטציה מתימטית לרעיונות של פרדיי, אשר ממירות את רעיון קווי הכוח לנוסחאות מדויקות.

תמונת עולם חדשה

מתוך משוואות אלה צמחה תמונת עולם חדשה של הקשר בין מגנטיות וחשמל. ומהרעיונות שהן הביאו על האופן בו מגנטיות וחשמל מתקדמים בחלל, צמחה תאוריה חדשה של גלים אלקטרומגנטיים: מגלי רדיו דרך קרני אור ועד לקרינת רנטגן וחלקיקים קוסמיים.

יותר מ-20 שנה עסק מקסוול בחקר תופעת האלקטרומגנטיות ובנסיון למזג את הרעיונות של פרדיי, לצד ממצאים אחרים, לכדי תיאוריה מתימטית מאוחדת. בשנת 1873, בדיוק לפני 135 שנה, הוא פרסם את מסקנותיו בספר Treatise on Electricity and Magnetism.

"ככל שהתקדמתי בלימוד המחקרים של פרדיי הגעתי למסקנה שגם המתודה שלו היתה מתימטית, למרות שלא הוצגה בצורה המקובלת של משוואות מתימטיות. מצאתי גם שניתן לייצג מתודות אלה בצורה מתימטית הולמת". כתב מקסוול בספר.

השפעתו של הספר היתה עצומה, למרות שבפועל הוא רק מסכם את הממצאים של מקסוול שפורסמו לאורך יותר מ-20 שנות מחקר במאמרים רבים. כבר בשנת 1864 העריך מקסוול כי "יש לנו סיבות רבות להניח שהאור עצמו, כולל קרינת חום וסוגים אחרים של קרינה, הם הפרעות אלקטרומגנטיות בצורת גלים המתקדמים בהתאם לחוקי האלקטרומגנטיות". אולם רק עם פרסום הספר, הכולל את כל המשוואות וההנחות של מקסוול, הכירו הפיסיקאים בחשיבות – ובמהפכנות – של תורתו.

האתר ומהירות האור

מצפה הרדיו מקסוול של אוניבריסטת אדינבורו בהוואי
מצפה הרדיו מקסוול של אוניבריסטת אדינבורו בהוואי

אחד מהתוצרים המרהיבים מהפירוש של מקסוול לפרדיי הוא מסקנתו שהתופעות החשמליות והאלקטרומגנטיות פועלות באמצעות גלים. כמו פרדיי, גם הוא דחה את הרעיון שהיה מקובל בתקופתו, לפיו תופעות אלה היו פעולה ישירה של גופים הבאים במגע זה עם זה. אולם כדי להשלים עם תמונת העולם הניוטונית, הוא האמין בקיומו של התווך הבלתי נראה שקיבל את הכינוי אתר (Ether), אשר קיים בכל מקום, אפילו בריק, ואשר ההפרעות בתווך זה מאפשרות את מעבר הגלים האלקטרומגנטיים.

באמצעות המשוואות שפיתח, הוא הראה שההפרעות בתווך זה, האתר, הן בצורת גלים שהם גם חשמליים וגם מגנטיים, והמהירות בה הם נעים צריכה להיות תואמת ליחס בין היחידות האלקטרוסטטיות והאלקטרומגנטיות שבה נמדדת התופעה החשמלית. יחס זה נתן מהירות של 300 מיליון מטר לשנייה. הוא היה כה קרוב להערכה המקובלת של מהירות האור, שמקסוול כתב לפרדיי (1861) ש"כעת ניתן לקבוע בוודאות אם טענתי שהאור והאלקטרומגנטיות הן שתי התגלויות של תופעה אחת, היא נכונה או לא".

גלי רדיו: הניבוי שהצליח

השפעת התאוריה של מקסוול היתה עצומה, למרות שנדרשו שנים רבות עד שכל רעיונותיו התקבלו ולאחר מכן גם יושמו. במאמציו לאחד את התאוריה החשמלית, נתקל מקסוול בבעיות רבות, מכיוון שעובדות רבות על התכונות החשמליות של החומר ועל הקשר בין חשמל ומגנטיות לא היו ידועות בזמנו.

כדי להתגבר על כך הפעיל אסטרטגיות שונות, כולל הפעלת שיקולי סימטריה, מודלים מכניים ואינטואיציה. כך למשל, המשוואה הרביעית של מקסוול קובעת ששתי תופעות עשויות לחולל שדה מגנטי: תנועה של מטען חשמלי (זרם) ושינויים בשדה החשמלי. אלא שהתופעה השנייה לא היתה מוכרת בימיו. משיקולים עיוניים, ועל מנת לשמור על שלמות המשוואות, הוא שיער את קיומה והוסיף למשוואה גורם נוסף שאותו כינה "זרם העתקה" – מעין זרם דמיוני המתחולל במרחב עקב השינוי בשדה החשמלי. בכך, אפשר לומר, "המציא" את הקרינה האלקטרומגנטית.

רק 25 שנה לאחר פרסום ספרו, הצליח הפיסיקאי הגרמני היינריך הרץ לייצר גלים אלקטרומגנטיים קצרים, ולהוכיח שהם מתנהגים כגלי אור: ניתנים למיקוד, להחזרה ולקיטוב. אולם הדבר לא היה קל.
הקהילה המדעית קיבלה את רעיון הגלים האלקטרומגנטיים בספקנות, מכיוון שלא היתה עדיין אף תוצאה ניסויית שתאשר את קיומם.

בשנת 1879, שנת מותו של מקסוול, הכריזה האקדמיה למדעים בברלין על פרס למי שיגלה גלים אלקטרומגנטיים וימדוד את מהירות התפשטותם, מתוך כוונה להוכיח שאין שדה עצמאי בו מתפשטים גלים במהירות סופית.

לתחרות ניגש היינריך הרץ, פרופ' באוניברסיטת קרלסרוה ובן לאב יהודי, עורך דין שהמיר את דתו לנצרות כמו יהודים רבים בגרמניה בתקופת ההשכלה. המערכת הניסויית של הרץ כללה משדר ומקלט. המשדר הורכב ממקור מתח, סליל ושתי כדוריות מתכת קרובות זו לזו. המקלט היה דומה למשדר, אולם ללא מקור מתח.

הרץ גילה שבכל פעם שהמתח במשדר עלה ונוצר ניצוץ בין שתי הגולות, הופיע ניצוץ מקביל, חלש יותר, בין שתי הגולות שבמקלט. המסקנה היתה שתנודות המטענים החשמליים בין הכדוריות במעגל הראשון יצרו גלים אלקטרומגנטיים שהתפשטו במרחב והגיעו למעגל השני. בהמשך, ביצע הרץ סדרת ניסויים בהם הוכיח שיש לגלים אלה את כל התכונות של גלים. הוא אף מדד את מהירותם והראה שהיא שווה למהירות האור.

ניסוייו של היינריך הרץ בשנים 1886-88 הולידו את עידן התקשורת האלחוטית. כבר ב-1896 בנו ג'וליאלמו מרקוני האיטלקי ואלכסנדר פופוב הרוסי מכשירי רדיו שיכלו להעביר מסרים למרחקים קצרים. ב-1901 ביצע מרקוני את שידור הרדיו הטרנס-אטלנטי הראשון.

המשוואות של המאה ה-20

צורת גל של משוואת מקסוול
צורת גל של משוואת מקסוול

למשוואות מקסוול נודעה השפעה מכרעת על התפתחות הפיסיקה, החשמל ותעשיית האלקטרוניקה. עד כדי כך שהן זכו לכינוי "המשוואות של המאה ה-20". כמאתיים שנה לאחר פרסום עקרונות המכניקה של ניוטון, הופיעה פעם נוספת תיאוריה פיסיקלית מגובשת, הנחשבת לגולת הכותרת של הפיסיקה הקלאסית.

כמעט כל ההתפתחויות הטכנולוגיות ב-100 השנים האחרונות חבות את קיומן למשוואות מקסוול: התקשורת האלחוטית, המכ"ם, התקשורת האופטית, הלייזר, המנוע החשמלי ועוד. אפילו הרעיון לקיומו של ה-Memristor: רכיב בסיסי רביעי לצד הנגד, הקבל והסליל, אשר הוצע לראשונה ב-1971 על-ידי פרופ' ליאון צ'ואה מברקלי, קליפורניה, מבוסס על ניתוח זהיר של משוואות מקסוול.

לאחרונה הודיעה חברת HP כי הצליחה לייצר לראשונה ממריסטור, אשר יכול לשמש כרכיב זיכרון פאסיבי, ובכך נוצר פתח למהפיכה חדשה בתיאוריה של המעגל החשמלי. אלא שלצד ההצלחות, משוואות מקסוול יצרו אתגרים שהמדע נאלץ התמודד עימם בחוסר הצלחה במשך יותר מ-30 שנה. שאלות שכדי לפתור אותן נאלצו המדענים להמתין עד שאלברט אינשטיין פירסם את תורת היחסות הכללית.

האתגר של אינשטיין

כמו מקסוול, גם אלברט אינשטין התעניין מאוד בקשר שבין האור לחשמל. בשנת 1905 פירסם מאמר על האפקט הפוטו-וולטאי, המספק הסבר ראשון לקשר בין האור לחשמל וחוזה את קיומו של חלקיק חדש: פוטון. לאחר מכן החל להתמודד עם שתי תופעות בלתי מובנות אחרות של תורת מקסוול: האתר ויישום משוואות מקסוול בגופים נעים.

האתר היתה בעיה חסרת פתרון מכיוון שיצרה מנגנוני ייחוס שאינם תואמים לתופעות שונות. גם משוואות מקסוול לגופים נעים יצרו בעיה: כאשר מגנט נע ליד תיל המצוי במנוחה, תנועת המגנט יוצרת שדה חשמלי שגורם להופעת זרם בתיל. אולם אם המגנט נמצא במנוחה והתיל בתנועה, לא נוצר שדה חשמלי (אם כי מופיע זרם בתיל). הפרדוקס נובע מכך שהתופעה היתה צריכה להיווצר עקב התנועה היחסית שבין המגנט לתיל, בלא קשר לשאלה מי מהם נמצא במנוחה ומי בתנועה.

אלברט אינשטיין בן ה-26 מצא פתרון לבעיה לאחר הארה פתאומית, וביוני 1905 מסר לפרסום את המאמר "על האלקטרודינמיקה של גופים נעים". במאמר זה פיתח את התיאוריה שכונתה "תורת היחסות המצומצמת" (או "הפרטית"). היא התבססה על שתי הנחות: מהירות האור בריק קבועה תמיד, ולמשוואות המתארות את חוקי הפיסיקה יש צורה זהה עבור כל צופה הנמצא בתנועה חופשית (כלומר, שלא מופעלים עליו כוחות).

סילוק האתר

מתורת היחסות נובעים הקשר בין מסה ואנרגיה, תיאור היקום כבעל ארבע מימדים (כולל זמן), תיאור חדש של מהות הכבידה, וכמובן, שינוי עקרוני בתיאוריה האלקטרומגנטית: במשוואות מקסוול מופיעים השדה החשמלי והשדה המגנטי כשתי ישויות נפרדות. מתורת היחסות המצומצמת עולה ששני השדות אינם אלא שני צדדים של אותה תופעה. חוסר הסימטריה שהוזכר קודם, נובע מכך שבמערכת ייחוס אחת שדה חשמלי יכול להתגלגל לשדה מגנטי, ולהיפך.

התוצאה הנוספת של תורת היחסות היתה המסקנה שמשוואות מקסוול אינן מושפעות מקיומו או אי-קיומו של האתר, ולכן אין צורך להניח את קיומו. אינשטיין סילק מתולדות הפיסיקה את האתר שמקסוול כה חיבב.
משוואות מקסוול

משוואות מקסוול
משוואות מקסוול

ניתן לכתוב את משוואות מקסוול בצורות שונות, חלקן בצורת משוואות דיפרנציאליות מורכבות. להלן גרסא מפושטת של המשוואות, כפי שנכתבה בכתב ידו של מקסוול בחוברת מיוחדת שהופקה על-ידי ה-IEEE לכבוד 150 שנה לפרסומן.

1 מטען חשמלי הוא המקור לשדה חשמלי. במונחים של פרדיי: קווי הכוח החשמליים מתחילים ומסתיימים במטען החשמלי.

2 לא קיים מטען מגנטי. לכן קווי הכוח המגנטי מייצרים תמיד מעגל סגור.

3 כוח אלקטרו-מניע (Voltage) נוצר במוליך כאשר הוא חולף בשדה מגנטי (חוצה את קווי הכוח).

4 הזרם החשמלי מוקף תמיד בשדה מגנטי (או קווי כוח מגנטיים).

הסימנים העיקריים במשוואות מקסוול:
D = צפיפות השטף החשמלי
ρ = צפיפות המטען החשמלי
B = צפיפות השטף המגנטי
H = עוצמת השדה המגנטי
E = עוצמת השדה החשמלי
= אופרטור וקטורי. מציין שהמשוואה מתיחסת לכל הכיוונים במרחב

מקורות:
• היקום על פי הפיסיקה המודרנית/פרופ' יורם קירש. הוצאת עם עובד 2006
• Lines and Waves: Faraday, Maxwell And 150 Years Of Electromagnetism /Robert D. Friedel. IEEE Spectrum 1981
• Maxwell's Legacy/James C. Rautio. IEEE Microwave Magazine/June 2005
• Molecules/James Clerk Maxwell. Nature/Sept 1873

לקריאה נוספת:

קארל סייגן על מקסוול

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

23 תגובות

  1. הי מיכאל
    מסכים בהחלט הערה היתה לגבי סיבות התופעה כדי להסביר באיזה מיקרים היא תודגש יותר.

  2. היגס:
    מה שניסיתי לומר לך הוא שדווקא אתה אמור לדעת:
    במדע הניסוי גובר על התיאוריה.

  3. מיכאל
    אתה אמור לדעת. ראית פעם מחשב ללא שעון פנימי אחד או יותר? אמנם המוח בנוי אחרת אבל גם לו דרושים קצבי הפעלה מתואמים.

  4. מיכאל
    תצוגה אלקטרונית שעובדת בשיטת הסריקה יוצרת תופעה של תדר הפרשי מופע כשישנה תנועה מעל מהירות מסויימת של העין וכמובן כשזה מחזורי.
    רטט של עצב הראיה יגרום לתופעות דומות עבור תדרים מסויימים גם לאובייקטים קבועים.
    כיוון שגם העין משתמשת במחזורי דעיכה. הנויירונים מעבירים את התמונה עפ"י קצב המחזור המתואם במוח. אין תמונה קבועה אלא משהו בדומה לרצף מחזורי של סריקה.

  5. היגס:
    האם עשית את הניסוי?
    אילו עשית אותן ניית רואה שאי לעניין קשר ליצירה האלקטרונית של התמונה כיוון שאותה תופעה מתרחשת גם לגבי אותיות על דף ניר.
    ראה תגובתי לעיל.

  6. יונתן
    הרטט נוצר בדומה להתאבכות בשל הפרשי מופע.
    כאשר המנגנון האלקטרוני המזרים את המידע לספרות השעון פועל בשיטת הסריקה(SCAN) כלומר הספרות מחוברות במטריצה ומוארות אחת אחרי השניה במהירות רבה.
    בכל רגע נתון רק ספרה אחת מוארת והשאר כבויות או במצב דעיכה.
    כשהסריקה מהירה מספיק (יכול להיות 1000 פעמים בשניה) התמונה בעין דועכת הרבה יותר לאט ולכן רואים תמונה רציפה. אולם כאשר ישנו רטט חיצוני על עצבי הראיה קורה עירבוב בין הרטט הזה לרטט של הדלקה וכיבוי הספרות. ונוצרת תמונה נוספת המיצגת את תדירות הפרשי המופע. אותו מצב קורה כאשר מצלמים בווידאו מסך טלוויזיה או מחשב.
    הגלים המופיעים במסך הווידאו נוצרים תודות להפרשי המופע הללו.

  7. מקסוול ביטא את תגליתו בעשר משוואות. סכום התיאוריה האלקטרומגנטית בארבע משוואות הוא יותר מאוחר

  8. יהונתן,

    המדובר בתופעה מעניינת אך מוכרת שמיטב החוקרים הקדישו לה את שנותיהם. ניתן לשכלל את הניסוי שערכת באופן הבא: ביד אחת אחוז את מכשיר העיסוי, הפעל אותו והצמד אותו לראשך. הקפד לשמור את עינך כל העת על הספרות הדיגיטליות. בידך החופשיה טול מסמר מתכתי, את המסמר הכנס לשקע החשמל הקרוב. למרבית הפליאה תיראה שהספרות בשעון הופכות לכוכבים בשלל צבעים.

    🙂

  9. יהונתן, אריה והמגניב:

    ערכתי כמה ניסיונות בעצמי והתרשמתי שמה שמשפיע כאן אינו תדר הרשת אלא צירוף של שלשה פרמטרים:
    הפרמטר הראשון הוא מידת החדות בה רואה העין את העצם הנצפה;
    הפרמטר השני הוא מרחק העצם הנצפה מן העין;
    הפרמטר השלישי (שמשפיע פחות) הוא גודל העצם הנצפה.

    בכל הניסיונות המדוברים אכן מדובר בהרעדת הראש ובעובדה שהרעדה זו מזיזה את התמונה על פני הרשתית באופן שהמוח אינו יודע לקזז.

    תפקידו של הפרמטר השני ברור:
    ככל שמרחק העצם הנצפה קטן יותר כך גדל שינוי המיקום שלו על פני הרשתית.

    תפקיד הפרמטר השלישי הוא בכך שככל שהעצם הנצפה גדול יותר כך נראה שינוי המיקום שלו קטן יותר (והשפעת גודל העצם הגדול נעלמת אם ממקדים את המבט בנקודה מסוימת על פניו).

    תפקיד הפרמטר הראשון הוא בכך שכשעצם מסוים אינו נראה באופן חד הרי שמיקומו לא בדיוק ידוע למוח ממילא ולכן גם השינוי במיקום מורגש פחות.

    לספרות השעון יש נטייה להיות חדות.

    מכיוון שערכתי את הניסוי גם עם עצמים שאינם תמונות אלקטרוניות וראיתי את הרעידה גם בהם אני נוטה לשלול את השפעת תדר הרשת.
    אם יש למישהו מכשיר עם ספרות מאירות המופעל בזרם ישיר אפשר יהיה לבדוק את הנושא מעוד כיוון.

    מכיוון שבכל זאת מדובר בחווייה אישית שחווה כל אחד בנפרד אינני יכול להיות בטוח שמה שאני מבחין בו אצלי תקף גם אצלכם אבל אתם מוזמנים לנסות ולדווח.

  10. המגניב. לא הבנתי מדבריך,
    על איזו תופעה אתה מדבר?
    מה אני צריך לעשות כדי לראות אותה?

  11. בונא יהונתן, אתה ענק!
    חשבתי שרק אני שם לב שיש לספרות בשעון שבחדר שלי נטייה לרטוט.
    תשים לב שגם אם אתה נוקש בשיניים אתה יכול לשים לב לזה.
    יכול להיות כמה סיבות, אחת כבר הזכירו והשנייה, שאני חשבתי עליה ואני לא בטוח כמה היא מהימנה:
    1) התדירות של התאורה האחורית של השעון היא נמוכה 50 הרץ ומטה.
    2) לחיישני האור בעין רגישות גבוהה יותר לתאורה חזקה יותר, ולכן כשמשתנה המיקום היחסי בעין של ספרות השעון המוארות אז המהירות שהעין מעדכנת את המוח בשינוי מיקום ספרות השעון מהיר יותר מהמהירות שסביבתו משנה מיקום (הארון, ארונית, מסגרת, מדף, קיר וכו' שכהים יותר מספרות השעון).

    תחשוב על מה שכתבתי ותגיב, תודה.

  12. לדעתי מקסוול לא מקבל את תשומת הלב הציבורית הראויה, הוא נמצא יותר מידי בצל של ניוטון ואיינשטיין. בכל קנה מידה שתבדקו הוא אינו נופל מהם בכלום. ודרך אגב, הספר שלו Treatise on Electricity and Magnetism הוא אחד הספרים הקריאים ביותר מאותה תקופה, ומומלץ למי שמתעניין בהיסטוריה של האלקטרומגנטיות.

    תיקון קטן למאמר: בפיסקה השלישית במקום בו כתוב 1931 צריך להיות 1831

  13. יהונתן, פירוט ההסבר.
    הספרות כבות ונדלקות, העיניים שלך זזות (עם כל הגולגולת), אבל המוח לא יודע על כך, לכן בכל הדלקה של הספרות המוח מפרש זאת כתזוזת הספרות – כמו בסרט קולנוע, כי המוח לא יודע שהעיניים זזו.
    במצב רגיל שאתה מזיז את הראש אז המוח יודע שמה שזז זה הראש ולא הדבר שאתה רואה ולכן אתה לא מפרש זאת כתזוזה של העצם הנצפה.

  14. לאריה ואלכס – תודה על התשובה. נראה לי שזה הכיוון הנכון, אבל עדיין לא הצלחתי להבין את הקשר בין תדר החשמל ורטט הספרות . אודה לכם אם תוכלו לפרט.

  15. יהונתן – אין קשר בין שאלתך לנושא המאמר, אך התופעה שאתה מתאר קשורה כנראה לעובדה שתאורת הספרות הדיגיטליות אינה רצופה אלא משתנה בהתאם לתדר רשת החשמל (חמישים מחזורים בשנייה) ובאותה עת העיניים שלך רוטטות בגלל שהפעלת את מכשיר העיסוי על הראש או עמוד השדרה.

  16. מאמר מצוין.
    נתקלתי בתופעה מעניינת.
    אם אני לוקח מכשיר עיסוי חשמלי מפעיל אותו ומצמיד אותו לראש שלי או לחלק העליון של עמוד השידרה ובה בעת מביט בספרות הדיגיטליות של השעון המעורר שליד המיטה – הספרות הדיגיטליות רוטטות.
    הבעיה היא ששום אובייקט אחר מלבד ספרות ואותיות דיגיטליות לא רוטט , כולל אותיות המודפסות על השעון.
    מישהו יכול להסביר את התופעה?

  17. אתם בטוחים שמקסוואל לא היה קצת יהודי? אוולי רבע יהודי? משהו, חייב להיות.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן