پیکسل

در تصاویر دیجیتالی پیکسل (به انگلیسی: Pixel) کوچکترین جزء ساختاری (element) یک تصویر را گویند. پیکسل را بعضاً در مباحث مربوط به گرافیک و تصویر، نقطه نامیده و آن را کوچکترین نقطه تشکیل دهنده تصویر نیز می خوانند.






اگر تابع f زیر را با دو متغیر حقیقی مستقل x و y را در نظر بگیریم،

f(x, y)

که در آن -\infty \le x \le \infty و -\infty \le y \le \infty است، می‌توان با نسبت دادن ارزشی (مثل روشنایی و یا شدت) به f آن را بر روی صفحه‌ای نمایش داد. در این صورت f یک تصویر نامیده می‌شود، و نقطه (x,y) یک پیکسل نامیده می‌شود.






مگاپیکسل

مگاپیکسل (به انگلیسی: Megapixel)، یک میلیون پیکسل است. این عبارت، تنها برای مشخّص‌کردن تعداد پیکسل‌های تصویر به‌کار نمی‌رود؛ بلکه کاربرد دیگر آن، نشان‌دادن شمار عناصر گیرنده تصویر یا تعداد عناصر نمایشی نمایشگرهای دیجیتال است. برای مثال، دوربینی با ابعاد ۲۰۴۸×۱۵۳۶ عنصر حسگر را معمولاً «۳٫۱ مگاپیکسل» (۳،۱۴۵،۷۲۸ = ۱۵۳۶ × ۲۰۴۸) می‌خوانند. از مگاپیکسل اغلب به‌عنوان یکی از مشخّصه‌های بهتربودن یاد می‌شود، به‌همین‌خاطر یکی از ویژگی‌هایی است که کیفیّت دوربین را مشخّص می‌کند.





وضوح تصویری

وضوح تصویری یا قدرت تفکیک پذیری تصویری یا رزولوشن تصویری (به انگلیسی: Image resolution) در علوم تصویری به توانایی یک سیستم برای متمایز سازی جزئیات یک تصویر در یک سیگنال تصویری را گویند.

اغلب این نوع رزولوشن به بزرگی یا کوچکی پیکسل‌های تصویر بستگی دارد، و می‌توان مقدار تفکیک پذیری تصویر را با یکان جفت خط بر واحد طول سنجید.

این کمیت من جمله در تصویرگیری تشخیصی و علوم تصویری دیگر کاربرد فراوانی دارد.





عکس

عکس یا فرتور نوعی تصویر است که بر اثر تابش نور بر یک سطح حساس به نور (معمولا فیلم عکاسی یا یک تصویرساز الکترونیکی مانند دستگاه جفت‌کننده بار یا تراشه‌ی سیموس (به انگلیسی: CMOS) به دست می‌آید. بیشتر فرتورها با استفاده از دوربین آنالوگ گرفته می‌شوند. دوربین آنالوگ از لنز برای واضح‌سازی طول موجهای مرئی نور در بازتولیدی که برای چشمان انسان رویت‌پذیر باشد استفاده می‌کند. فرآیند ساخت فرتور را عکاسی می‌گویند. نخستین فرتور در سال ۱۸۲۶ یا ۱۸۲۷ میلادی به‌دست ژوزف نیسه‌فور نیپس ثبت شد





عکاسی

عکاسی در لغت به معنای روش عکاسی و عکسبرداری است و همچنین به عمل و شغل عکاس نیز گفته می‌شود. این هنر در اکثر زبان‌های جهان فتوگرافی خوانده می‌شود که ترکیبی از دو کلمهٔ یونانی فتو به معنی نور و گرافی به معنی ثبت یا نگارش است. بنابراین، فتوگرافی به معنای نقش کردن با نور است.

عکاسی یعنی ثبت و ایجاد یک تصویر؛ که در دو مرحله انجام می‌شود: نخست، بدست‌آوردن تصویر به وسیلهٔ دوربین و ثبت آن روی نگاتیو (فیلم) یا گیرنده تصویر الکترونیکی و دوم، ظاهر کردن تصویر مخفی حاصل از دوربین عکاسی و پایدارکردن آن.

در این فرآیند، دریافت و ثبت نور بر روی یک سطح حساس به نور، مانند نگاتیو یا گیرنده تصویر، باعث می‌شود الگوهای نوری بازتابیده شده یا ساطع شده از اشیا بر روی سطح حساس به نور (نقره کلرید یا گیرنده) تأثیر گذارد و باعث ثبت تصاویر گردد.

عکاسی دارای سه جنبهٔ علمی، صنعتی و هنری است؛ به‌عنوان یک پدیدهٔ علمی متولد شد، به‌شکل یک صنعت گسترش یافت و به عنوان هنر تثبیت شد. عکاسی توسط یک فرد کشف و تکمیل نشده‌است، بلکه نتیجهٔ تلاش بسیاری از افراد در زمینه‌های مختلف و اکتشافات و نوآوری‌های آنان در طول تاریخ است و سال‌ها قبل از اختراع عکاسی، اساس کار دوربین عکاسی وجود داشته‌است اما اولین تصویر لیتوگرافی نوری در سال ۱۸۲۲ میلادی توسط مخترع فرانسوی، ژوزف نیسه فور نیپس تولید شد و پس از آن توانست عکسی دائمی از طبیعت به نام اصطبل و کبوترخانه را خلق کند. او با همکاری لوئی داگر، آزمایش‌هایی را بر ترکیبات نقره براساس یافته‌های یوهان هاینریش شولتز انجام دادند و داگر در سال ۱۸۳۷ توانست روش داگرئوتایپ را اختراع کند.

تئوری عکس رنگی سه‌رنگ، توسط جیمز کلرک ماکسول در سال ۱۸۵۵ پیشنهاد شده بود. برپایهٔ نظریهٔ او، نور مرئی از سه رنگ اساسی قرمز، سبز و آبی، تشکیل شده‌است. پس فیلمی از سه لایه ساخت که هر لایهٔ آن نسبت به یکی از سه رنگ‌های اولیه حساس بود و توانست نخستین عکس‌رنگی را در سال ۱۸۶۱ به ثبت برساند.

جورج ایستمن در سال ۱۸۸۴ میلادی فیلم رول را که فیلمی از جنس پلاستیک آغشته به امولسیون ژلاتینی است را ابداع کرد و با ساخت دوربین جعبه‌ای در سال ۱۸۸۸، عکاسی را برای مردم عادی مقرون به صرفه نمود و تحول مهمی در عکاسی ایجاد کرد. ادوین لند نوعی دوربین آنالوگ ظهور فیلم فوری موسوم به دوربین پولاروید را اختراع کرد که بلافاصله پس از عکسبرداری، نسخهٔ چاپ‌شدهٔ عکس را پرینت می‌کردند و عکس گرفته‌شده یک دقیقه بعد و در مدل‌های جدیدتر تا چند ثانیه بعد، قابل رویت بود.

در عکاسی آنالوگ، باید تمامی تدبیرات اعمّ از: اصلاح رنگ، نور و کنتراست را قبل از نوردهی انجام داد. چون تقریباً بعد از نوردهی و ظهور فیلم، در این خصوص کار زیادی نمی‌شود انجام داد. ظهور در عکاسی به معنای مواجهه دادن فیلم عکاسی یا کاغذ عکاسی با مواد شیمیایی است که باعث تبدیل شدن فیلم به یک تصویر منفی (نگاتیو) یا مثبت (اسلاید)، و یا کاغذ به تصویر عکس می‌شود در حالی که عکاسی دیجیتال به فرآیند ثبت تصاویر به وسیلهٔ دریافت و ثبت نور برروی سطح حساس به نور سنسور الکترونیکی گفته می‌شود. الگوهای نوری بازتابیده شده یا ساطع شده از اشیاء بر روی سطح حساس به نور سنسور تأثیر می‌گذارد و باعث ثبت تصاویر می‌گردد.






تاریخچه عکاسی
عکاسی توسط یک فرد کشف و تکمیل نشده‌است، بلکه نتیجهٔ تلاش بسیاری از افراد در زمینه‌های مختلف و اکتشافات و نوآوری‌های آنان در طول تاریخ است.

سال‌ها قبل از اختراع عکاسی، اساس کار دوربین عکاسی وجود داشته‌است؛ موزی، ارسطو و اقلیدس در سدهٔ ۵ و ۴ پیش از میلاد نحوهٔ کارکرد دوربین سوراخ سوزنی را شرح داده‌بودند. در یونان باستان عقیده بر این بود که نور از چشم به سمت اشیا می‌تابد و بازتاب آن باعث دیدن می‌شود. ارسطو و اقلیدس با استفاده از تئوری سوراخ‌سوزنی تلاش کردند خلاف آن نظریه را ثابت کنند؛ آن‌ها در پشت دوربین‌های سوراخ سوزنی صفحه‌ای نیمه‌مات قرار می‌دادند تا تصویر بازتاب‌شدهٔ روی آن با چشم دیده شود. در قرن ششم میلادی، آنتمیوس در آزمایش‌های خود از دوربین تاریکخانه‌ای استفاده کرد.

ابن هیثم تئوری دوربین سوراخ سوزنی را گسترش داد و در مشاهدات خورشید گرفتگی خود از وسیله‌ای به نام «جعبه تاریک» استفاده کرده بود. او برای نخستین‌بار از دوربین سوراخ سوزنی و دوربین تاریکخانه‌ای در آزمایش‌هایش جهت بررسی خواص نور پرداخت. آلبرتوس ماگنوس در قرن سیزدهم میلادی نیترات نقره و ژرژ فابریسیوس نقره کلرید را کشف کرد. و دانیل باربارو در سال ۱۵۶۸ میلادی نحوهٔ عملکرد دیافراگم و کارکرد عدسی در دوربین تاریکخانه‌ای را شرح داد. ویلهلم هومبرگ در سال ۱۶۹۴ میلادی توضیح داد که نور چگونه برخی از مواد شیمیایی را تاریک می‌کند و در سال ۱۸۰۲ میلادی توماس وجوود انگلیسی توانست بر روی سطح‌های حساس شده با نیترات نقره تصویر شفافی به دست آورد.

اتاق تاریک منجر به تکامل عکاسی و پیدایش دوربین عکاسی شد. اتاق تاریک عبارت از اتاقی بدون پنجره‌است که به جز روزنه‌ای که بر یکی از دیوارهای اتاق تعبیه شده، هیچ نوری به آن وارد نمی‌شود. تصاویر یا چشم‌اندازهای روبه‌روی روزنه به صورت وارونه بر دیوار روبرویش بازتاب می‌یابد که قابل دیدن است. بعضی از نگارگران از تصاویر بازتاب یافته به عنوان الگوی نقاشی استفاده می‌کردند. بعدها این اتاق تاریک در ابعاد کوچک‌تر تبدیل شد به دوربین عکاسی شد یعنی در برابر روزنه‌ای که وجود داشت مادهٔ حساس به نور قرار می‌دادند تا تصاویر بازتابش یافته، ثبت و ضبط شوند.
اولین تصویر لیتوگرافی نوری در سال ۱۸۲۲ میلادی توسط مخترع فرانسوی، ژوزف نیسه فور نیپس تولید شد اما در هنگام رونوشت‌برداری از بین رفت. اما نیپس در سال ۱۸۲۶ دوباره توانست عکسی دائمی از طبیعت به نام اصطبل و کبوترخانه را خلق کند. ولی زمان نوردهی این عکس هشت ساعت بود که زمان بسیار درازی است، و مشکل دیگر هم این بود که تصویر نگاتیو بود یعنی هرچه سفید بود را سیاه هرچه سیاه بود را سفید نشان می‌داد. به همین دلیل او به دنبال یافتن فرآیند بهتری بود و با همکاری لوئی داگر، آزمایش‌هایی را بر ترکیبات نقره براساس یافته‌های یوهان هاینریش شولتز در سال ۱۸۱۶ میلادی انجام دادند؛ در آن سال شولتز مشاهده کرد که مخلوطی از نیترات نقره و گچ در مقابل نور، تیره می‌شوند.نیپس در سال ۱۸۳۳ میلادی درگذشت؛ ولی داگر در سال ۱۸۳۷ توانست روش داگرئوتایپ را اختراع کند. داگرئوتایپ بدین‌گونه بود که به صفحه‌ای نقره‌ای مدتی بخار ید داده تا نسبت به نور حساس شود، سپس آن را درون یک دوربین جعبه‌ای گذاشته و با برداشتن عدسی حدود ۱۵ تا ۳۰ دقیقه نور از شی موردنظر به صفحهٔ نقره‌ای تابانده می‌شد. برای ظهور تصویر، صفحه را در محلول جیوه با حرارت ۶۵ درجه قرار می‌داد تا با چسبیدن ذرات نقره و جیوه، عکس بوجود آید؛ سپس صفحه را در آب سرد فرو می‌برد تا سطح آن پایدار گردد، در نهایت صفحه را در آب‌نمک (سدیم کلرید) قرار می‌داد و تصویر ظاهر می‌شد. یکی از مشکلات روش داگرئوتایپ این بود که فقط می‌شد یک نسخهٔ پوزیتیو یا مثبت (عکس دائمی) از سوژه ثبت کرد.در سال ۱۸۳۵ میلادی، چند ماه پس از اینکه نتیجهٔ آزمایش‌های لوئی داگر اعلام شد، شیمی‌دان انگلیسی، هنری فاکس تالبوت گزارشی از روند عکاسی خود که آن را «طراحی نوری» نامیده بود منتشر کرد؛ تالبوت این روش را در سال ۱۸۳۵ میلادی ابداع کرده بود اما آن را مخفی نگه داشت و روش خود را کامل و در سال ۱۸۴۰ با عنوان کالوتایپ معرفی کرد. در این روش، به‌جای استفاده از صفحات فلزی، از کاغذ حساس‌شده به نیترات نقره با ترکیبی از سدیم کلرید و اسید گالیک استفاده کرد. کاغذ حساس‌شده به مدت دو دقیقه نوردهی می‌شد و پس از آن یک تصویر پنهان بوجود می‌آمد که آن‌را با استفاده از پتاسیم یدید و سدیم سولفات به صورت نگاتیو (منفی) در اندازه‌های کوچکتر ثبت می‌کرد. سپس با استفاده از آن می‌شد نسخه‌های دائمی فراوانی در اندازه‌های مختلف تهیه کرد؛ تا پیش از این عکاسان مجبور بودند صفحهٔ حساس را به اندازهٔ شی موردنظر بسازند و امکان تغییر در اندازه وجود نداشت. تا سال ۱۸۶۰ میلادی روش داگرئوتایپ به کلی منسوخ شد و عکاسی مبتنی بر نسخه‌های نگاتیو و پوزیتیو جایگزین آن شد. در سال ۱۸۳۹ جان هرشل با استفاده از سدیم تیو سولفات روشی را برای تهیهٔ نسخهٔ نگاتیو روی شیشه ابداع کرد که به‌مرور جایگزین نگاتیوهای کاغذی شد.

تئوری عکس رنگی سه‌رنگ، توسط جیمز کلرک ماکسول فیزیکدان انگلیسی در سال ۱۸۵۵ پیشنهاد شده بود. برپایهٔ نظریهٔ او، نور مرئی از سه رنگ اساسی قرمز، سبز و آبی، تشکیل شده‌است. پس فیلمی از سه لایه ساخت که هر لایهٔ آن نسبت به یکی از سه رنگ‌های اولیه حساس بود و توانست نخستین عکس‌رنگی را در سال ۱8۶۱ به ثبت برساند.

بالاخره در سال ۱۸۷۴، یک شرکت انگلیسی اولین شیشه‌های خشک عکاسی را به بازار عرضه کرد و عکاسی جنبهٔ عملی به خود گرفت. اما حمل و نقل مقدار زیادی شیشه، از لحاظ سنگینی و شکنندگی، یکی از مشکلات پیش روی بود تا اینکه در سال ۱۸۷۱ ریچارد مادوکس، فیزیکدان و عکاس انگلیسی با ابداع فیلم عکاسی ژلاتینی، زمان عکسبرداری را کوتاه کرد و جابه‌جایی فیلم‌های عکاسی را راحت نمود که نقطهٔ عطفی در تاریخ عکاسی محسوب می‌شو

جورج ایستمن آمریکایی در سال ۱۸۸۴ میلادی فیلم رول را که فیلمی از جنس پلاستیک آغشته به امولسیون ژلاتینی است را ابداع کرد و با ساخت دوربین جعبه‌ای در سال ۱۸۸۸، عکاسی را برای مردم عادی مقرون به صرفه نمود و تحول مهمی در عکاسی ایجاد کرد؛ شعار تبلیغاتی کمپانی کداک برای دوربین‌هایش چنین بود که «شما دکمه را فشار دهید، بقیه‌اش را ما انجام می‌دهیم.»

در نوامبر ۱۹۴۸ ادوین لند نوعی دوربین آنالوگ ظهور فیلم فوری موسوم به دوربین پولاروید را اختراع کرد که بلافاصله پس از عکسبرداری، نسخهٔ چاپ‌شدهٔ عکس را پرینت می‌کردند و عکس گرفته‌شده یک دقیقه بعد و در مدل‌های جدیدتر تا چند ثانیه بعد، قابل رویت بود.تصاویر دیجیتال در دههٔ ۱۹۶۰ میلادی و در جریان پیاده‌کردن انسان در ماه، تکامل پیدا کرد. دستگاه‌های گیرندهٔ امواج آنالوگ، اطلاعاتی که در مورد عکس از فضا ارسال می‌شد را بسیار دشوار دریافت می‌کردند. با دیجیتالیزه سیگنالها و تقویت آن‌ها، پارازیتها حذف می‌شدند و تصاویر واضح بدست می‌آمد.

پیدایش عکاسی و رواج روش‌های گوناگون این فن در ایران، با اختلاف حدود سه سال از اعلام موجودیت عکاسی در فرانسه روی داده‌است. اختراعات و انواع ابزار و تجهیزات عکاسی دو تا سه سال پس از اینکه به بازار می‌آمد بطور هدیه بدست پادشاه ایران می‌رسید. نخستین دستگاه‌های عکاسی به روش داگرئوتایپ، به درخواست محمد شاه قاجار از کشورهای روسیه و انگلیس به دربارِ ایران وارد شد و در اواسط دسامبر سال ۱۸۴۲ میلادی (پایان آذر سال ۱۲۲۱ خورشیدی) نخستین عکسبرداری در ایران انجام گرفت.






عکاسی آنالوگ

هر چند از اول، عکاسی بر پایه آنالوگ بنا شده بود، ولی این صفت، بعد از ظهور عکاسی دیجیتال و بخاطر ایجاد وجه تمایز به این نوع عکاسی اضافه گردید. در این سیستم چنانچه در بخش تاریخ عکاسی بصورت مفصل آمده‌است، تلاش‌های زیادی برای ثبت و ثابت‌سازی تصویر صورت گرفته‌است. از شیشه‌های خیس کلودیونی، شیشه خشکی که انگلیسی‌ها آن را ابداع کردند و بالاخره فیلم ژلاتینی که بوسیله ریچارد مادوکس وارد دنیای عکاسی شدند، همه و همه جزو تلاش‌های بشر برای ثبت تصویر بوده‌است.

برای بدست آوردن بهترین نتیجه، در عکاسی آنالوگ، باید تمامی تدبیرات اعمّ از: اصلاح رنگ، نور و کنتراست را قبل از نوردهی انجام داد. چون تقریباً بعد از نوردهی و ظهور فیلم، در این خصوص کار زیادی نمی‌شود انجام داد. هر چند روش‌هایی در کارهای تاریکخانهای متداول می‌باشد، ولی چون پایه ثابت است، این تغییرات هم جزئی خواهد بود.

ظهور فیلم ظهور در عکاسی به معنای مواجهه دادن فیلم عکاسی یا کاغذ عکاسی با مواد شیمیایی است که باعث تبدیل شدن فیلم به یک تصویر منفی (نگاتیو) یا مثبت (اسلاید)، و یا کاغذ به تصویر عکس می‌شود. این اولین مرحلهٔ ظهور در مورد فیلم و کاغذ است. هدف از ظهور این است که تصویر موقتی که روی فیلم یا کاغذ عکاسی نقش بسته را تبدیل به یک تصویر دائم، قابل دیده شدن، و غیر حساس به نور بکند. توقف، ثبوت و شست‌وشو، مراحل بعدی بدست آوری تصویر ثابت است.







ظهور فیلم سیاه و سفید

در ظهور فیلم عکاسی، چه سیاه و سفید، چه رنگی، که یک احــیاء شیمیایی اســت، ذرات نوردیده برمید نقره به فلز نقره سیاه متالیک تبدیل شده و نگاتیو را بوجود می‌آورند. نتیجه بدست آمده از ظهور را، از آن جهت نگاتیو می‌نامند که با صحنهٔ عکاسی رابطه عکس دارد. یعنی قسمت‌هایی از صحنه عکاسی که روشن هستند، در نتیجهٔ بدست آمده از ظهور، تیره ثبت می‌شوند و بالعکس. چاپ تماسی یا آگراندیسوری نگاتیو بر روی کاغذ عکاسیِ نگاتیو، نتیجه مثبت بدست می‌دهد.
ظهور ریورسال، برای بدست آوردن نتیجه مثبت (پزتیو) اجراء می‌شود. معمولاً حاصل کار این نوع ظهور را اسلاید می‌نامند.
در بین مراحل ظهور ریورسال سیاه سفید یک مرحله نور دادن وجود دارد. برای اینکه این مرحله بصورت کامل و عاری عیب و نقص صورت بگیرد، قرقره تانکهای ظهور باید کاملاً شیشه‌ای باشد، تا سایه بوجود آمده از آن باعث خراب شدن نتیجه نگردد.







ظهور فیلم رنگی

ظهور فیلم رنگی از نظر دما به مراتب حساس‌تر از ظهور فیلم سیاه و سفید است؟ با وجود لایه‌های حساس به رنگ در پایه این فیلم‌ها، تغییرات جزئی دما در حد نصف درجه سانتی‌گراد باعث بروز اعوجاج رنگ خواهد شد. در سیستم ظهور فیلم رنگی دما بصورت اتوماتیک بوسیله دستگاه ظهور تنظیم و ثابت نگه داشته می‌شود. با ظهور مداوم، که در لابراتوارهای بزرگ انجام می‌گیرد، ثابت نگه داشتن قدرت احیاکنندگی داروی ظهور اهمیت بسزایی دارد. این کار معمولاً با داروهای تقویتی که با علامت R مشخص مشوند، صورت می‌گیرد. داروهای تقویتی را بر حسب سانتیمتر مربع از ظهورهای صورت گرفته به داروی اصلی می‌افزایند.
در ظهور ریورسال رنگی، بر خلاف ریورسال سیاه و سفید مرحله نوردهی مجدد در کار نیست. ظهور دوم بلافاصله بعد از بلیچ صورت می‌گیرد. پایه فیلم ریورسال رنگی نیز بر خلاف سایر فیلم‌های رنگی (نور روز و نور شب) شفاف است.

داروهای ظهور ریورسال رنگی، قبلاً انواع متفاوتی داشتند و ظهور آنها فقط در کارخانه سازنده آن امکان داشت. در بستهٔ هر فیلم ریورسال، یک پاکت به آدرس کارخانهٔ سازنده آن فیلم وجود داشت که هزینه پستی آن نیز توسط خود کارخانه تقبل شده بود. بعد از نوردهی فیلم داخل آن پاکت قرار داده شده و ارسال می‌گردید. کارخانه، فیلم را ظهور و به آدرس عکاس ارسال می‌نمود.

استفاده همه‌گیر فیلم‌های ریورسال موجب بوجود آمدن داروی واحدی به نام ئی-۶ گردید. فعلاً تقریباً تمامی فیلم‌های ریورسال رنگی با این دارو قابل ظهور هستند.






عکاسی دیجیتال

عکاسی دیجیتال به فرآیند ثبت تصاویر به وسیلهٔ دریافت و ثبت نور برروی سطح حساس به نور سنسور الکترونیکی گفته می‌شود. الگوهای نوری بازتابیده شده یا ساطع شده از اشیاء بر روی سطح حساس به نور سنسور تأثیر می‌گذارد و باعث ثبت تصاویر می‌گردد.

آسانی نسبی استفاده، سرعت بالای بازدید، انتقال و چاپ و نیز در بسیاری از موارد، کیفیت برتر، تعدادی از ویژگی‌های متمایزکنندهٔ عکاسی دیجیتال هستند.

در عکاسی دیجیتال، سنسور (حسگر) وظیفهٔ ثبت تصویر را برعهده دارد و هیچکدام از سنسورها بصورت مستقیم قادر به شناسایی رنگ‌ها نیستند و فقط می‌توانند شدت روشنایی نور را ثبت کنند. هر سنسور از میلیون‌ها سنسور ریز حساس به نور تشکیل شده و هرکدام از این حسگرهای ریز قالباً یک پیکسل از عکس نهایی را ثبت می‌کند. سازندگان این سنسورها با قرار دادن فیلترهای سرخ، سبز و آبی (رنگ‌های اولیه) روی تک تک آنها با استفاده از الگوهایی مانند الگوی بایر می‌توانند به پردازشگرهای دوربین قابلیت آن را بدهند که با کمک الگوریتم‌های درون‌یابی (اینترپولیشن) و مقایسه ارقام ثبت شده توسط ریز سنسورهای مجاور، رنگ واقعی هر پیکسل را حدس بزنند. دوربین‌هایی که قابلیت ذخیرهٔ عکس را بصورت خام دارا هستند، اجازه می‌دهند که این بخش نهایی شناسایی رنگ‌ها روی رایانه شخصی انجام شود و این به کاربران اجازه می‌دهد که آزادی بیشتری در ویرایش عکس نهایی داشته باشند.

یکی از خصوصیاتی که در بازاریابی دوربین‌های دیجیتال بر آن تاکید می‌شود تعداد کل پیکسل‌های یک دوربین است. این رقم که با واحد مگاپیکسل یا میلیون پیکسل شمارش می‌شود، از راه ضرب تعداد پیکسلهای افقی و عمودی یک سنسور محاسبه می‌شود.

برای مثال، دوربینی که حسگری دارای ۳هزار پیکسل افقی و ۲هزار پیکسل عمودی باشد، یک دوربین ۶ مگاپیکسلی خواهد بود. با وجود آنکه این رقم در برخی موارد می‌تواند شاخص خوبی برای مقایسه کیفیت تصویر دوربین‌های دیجیتال باشد، این رقم در اکثر موارد می‌تواند گمراه کننده نیز باشد. کیفیت نهایی یک تصویر دیجیتال موثر از متغیرهای بیشتری مانند نوع سنسور، مساحت سنسور، اندازه لنزهای ریز روی هر پیکسل و قدرت تمرکز لنز می‌باشد.







هیستوگرام

هیستوگرام (بافت‌نگار) به نموداری گفته می‌شود که فراوانی عناصری که در محور افقی آن قرار دارند را در محور عمودی نشان می‌دهد. هیستوگرام عکس، شدت نور را، از کمترین مقدار تا بیشترین مقدار، در محور افقی و تعداد پیکسل‌های هرکدام از آن‌ها را در محور عمودی نشان می‌دهد.

توجه به هیستوگرام، راه بسیار خوبی برای کنترل نوردهی دوربین و تصویر بوجود آمده‌است.

بافت‌نگار به عنوان یک عملگر کاربردی مصطلح است و یکی از ابزارهای مفید و کارآمد در دوربین‌های عکاسی دیجیتال به شمار می‌رود.






تجهیزات عکاسی

عکاسی نیز همچون دیگر هنرها و علوم، نیاز به ابزار و تجهیزات خاص خود دارد. برخی از ابزارها در ایجاد عکس نقش اساسی دارند و نبود آن‌ها فرآیند عکسبرداری را ناممکن می‌سازد و بعضی دیگر به عکاس کمک می‌کنند تا علاوه بر سرعت عمل و صرفه‌جویی در زمان، تصویر بهتری را نیز ثبت کند.






دوربین آنالوگ

دوربین آنالوگ طی سالیان طولانی از وضعیت ابتدایی خود که همان اتاق تاریک بود، تکمیل و به حالت فعلی در آمده‌است. اولین دوربین‌ها فاقد مسدودکننده و دیافراگم بودند. لنز آن دوربین‌ها کاملاً ابتدایی، و انحراف خطی شدید و سایه و یا تاریکی در گوشه‌ها داشتند. لزوم مسدود کننده از زمانی احساس گردید که سرعت مواد حساس عکاسی (نورگیری) افزایش یافت و زمان نوردهی به کسری از ثانیه رسید. مسدود کننده‌ها در انواع مختلفی تولید شده و برای کارهای متعدد مورد استفاده قرار گرفتند. مسدودکننده‌های برگی در تمامی سرعت‌های فلاش کارایی داشتند، ولی سرعت آنها کم بود.

مسدود کننده‌های سطح کانونی هم با وجود سرعت بالا، در ثبت تصویر از سوژه‌های متحرک، بسته به جهت حرکت پره‌ها (افقی یا عمودی) تصویر را دچار اعوجاج می‌کردند. با ورود عکاسی به جامعه و دنیای خبر و ورزش، طلب برای سرعت‌های بالای مسدود کننده، برای ثبت وقایع سریع افزایش یافت. سرانجام کارخانه مینولتا در سال ۱۹۹۸ دوربین ماکسیوم ۹ خود را با سرعت مسدود کننده ۱/۱۲۰۰۰ ثانیه به جهان معرفی کرد، که خود انقلابی در این زمینه محسوب می‌شود.






فیلم

فیلم عکاسی که عمده تاریخ عکاسی مربوط به پیدایش و تکامل آن می‌باشد، یک سطح حساس عکاسی است که از شیشه‌های کلودیونِ تر شروع و تا ورق شفاف پلاستیکی که از جنس پلی‌استر یا نیترو سلولوز یا سلولوز استات است ادامه پیدا کرده‌است. این ورق با یکی از هالیدهای نقره که اکثراً برومور نقره و یک ماده ژلاتینی که برای چسباندن نمک مورد نظر بر سطح ورقه پلاستیکی ساخته شده، بوجود می‌آید.

فیلم عکاسی دارای انواع گوناگونی است. از فیلم‌های عادی نور روز تا ریورسال‌های نور شب.






دوربین دیجیتال

دوربین دیجیتال یک دستگاه الکترونیکی است که برای گرفتن عکس و ذخیرهٔ آن، به‌جای فیلم عکاسی از حسگرهای حساس به نور معمولا از دستگاه جفت‌کنندهٔ بار (CCD) یا نیم‌رسانای اکسید فلزی مکمل (CMOS) استفاده می‌کند و تصویر گرفته شده توسط سنسور، طی چند مرحله برای استفاده به حافظهٔ دوربین فرستاده می‌شود.

دوربین‌های دیجیتال همانند دوربین‌های آنالوگ دارای یک منظره‌یاب، لنز برای کانونی کردن تصویر بر روی یک وسیله حساس به نور، وسیله‌ای برای نگهداری و انتقال چند تصویر گرفته شده در دوربین و یک جعبه در بر گیرنده تمام این تجهیزات می‌باشد.

در دوربین دیجیتال فرآیند ثبت تصویر با استفاده از حسگر تصویر در حافظه انجام می‌گیرد و اجازه می‌دهد که تصاویر در شکل دیجیتال ذخیره شوند و به سرعت و بدون نیاز به عملیات خاصی (نظیر عملیات شیمیایی بر روی فیلم) در دسترس باشند.






لنز

لنز استوانه‌ای حاوی مجموعه‌ای از عدسی است که نور را از خود عبور داده و به درون دوربین هدایت می‌کند و باعث می‌شود که تصویر به صورت واضح بر روی فیلم عکاسی یا گیرنده تصویر منعکس شود. کیفیت عکس، بیش‌تر به لنز بستگی دارد تا دوربین. لنز دوربین‌های کامپکت قابل تعویض نیستند، اما لنز دوربین‌های تک‌لنزی بازتابی (SLR) قابل تعویض‌اند.

قدرت و کیفیت لنزها به عوامل گوناگونی بستگی دارد که مهم‌ترین آن‌ها فاصله کانونی و عدد دیافراگم است. فاصله کانونی برحسب میلیمتر است و معرف زاویه دید لنز است. هرچه فاصله کانونی لنز کمتر باشد، لنز زاویه دید بازتری دارد و به اصطلاح لنز، وایدتر است و هرچقدر فاصله کانونی بیش‌تر باشد زاویه دید کوتاه‌تر خواهد بود.






مبدل‌ها

در دوربین‌های غیر SLR، نمی‌توان لنز را عوض کرد و در نتیجه، بزرگنمایی لنز محدود به بزرگنمایی اولیهٔ دوربین عکاسی خواهد بود. در دوربین‌های SLR امکان تعویض لنز وجود دارد ولی هزینهٔ آن زیاد است. روش دیگر این است که برای تغییر محدودهٔ بزرگنمایی و فاصله کانونی از مبدل استفاده کرد؛ مبدل‌ها انواع مختلف و کارکردهای گوناگونی دارند. که مهم‌ترین آن‌ها، مبدل‌های تله، حلقه گسترش فاصله کانونی و عدسی‌های درشت‌نما می‌باشند.






فلاش

فلاش وسیله‌ای است که جهت نورپردازی صحنه‌های تاریک و کم نور و نقاطی که از شرایط نوری نامطلوبی برخوردارند، از آن استفاده می‌شود.

فلاش یک منبع نور کوچک قابل حمل است که می‌تواند نوری قوی برای یک چندم ثانیه از خود بیرون دهد. فلاش‌ها معمولاً از طریق باتری یک بار مصرف یا قابل شارژ تغذیه می‌شوند ولی بعضی از آنها را می‌توان از طریق یک آداپتور به برق شهر نیز وصل نمود.

فلاش‌ها در حالت کلی، دو نوع کاربر دارند؛ یک کاربرد آن افزایش نور محیط در زمانی که نور اصلی برای عکاسی کافی نیست یا شرایط عکاسی را سخت می‌کند، است و کاربرد دیگر آن، اصلاح نور محیط در زمانی که نور اصلی کافی است، ولی ترکیب خوبی به وجود نمی‌آورد است.






فیلتر

فیلترها در عکاسی، صفحاتی از جنس شیشه، پلاستیک و یا ژلاتین با قاب فلزی و یا بدون قاب و بصورت ورقی هستند، که در جلوی دهانهٔ لنز یا منبع نور قرار داده می‌شوند. انتهای لنز دوربین‌های تک‌لنزی بازتابی، رزوه است و می‌شود فیلتر را به آن پیچ نمود.

فیلترها انواع مختلفی دارند و هرکدام در شرایط خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرد که از آن‌ها می‌توان به فیلتر فرابنفش (جهت جذب پرتو فرابنفش خورشید و محافظ فیزیکی لنز)، فیلتر پولارایزر (جهت تغییر در نور و تاثیر بر کنتراست رنگ‌ه) فیلتر مادون قرمز (جهت عکاسی مادون قرمز)، فیلتر کاهنده نور (جهت کاهش شدت نور) و فیلتر اسکای‌لایت (جهت جلوگیری از نفوذ پرتو فرابنفش) اشاره کرد.






پایه‌ها

سه‌پایه

سه پایهٔ عکاسی، وسیله‌ای است که می‌توان دوربین را روی آن نصب کرد و به کمک آن عکس گرفت. یک استفادهٔ سه پایه، جلوگیری از لرزش دوربین در نوردهی‌های زیاد است. همچنین به‌وسیلهٔ سه‌پایه می‌توان از تار شدن عکس که بر اثر تکان‌خوردن احتمالی دوربین ایجاد می‌شود، جلوگیری کرد.







تک پایه

تک‌پایه وسیله‌ای است که دوربین عکاسی به آن متصل می‌شود و لرزش را تا حدی از بین می‌برد. از تک پایه‌ها در عکاسی حیات‌وحش، عکاسی ورزشی، عکاسی از موزه‌ها و هنگامی که چرخش سریع دوربین در جهت افقی برای عکاسی مورد نیاز است، مانند ثبت عکس‌های پنینگ، بیشتر استفاده می‌شود.






اصطلاحات فنی

عمق میدان

عمق میدان عبارت است از گستردگی محدوده‌ای که جلوتر یا عقب‌تر از سوژهٔ اصلی، فوکوس هستند و مقدار معینی از میدان دید لنز که در آن تصاویر بصورت کاملاً واضح ثبت می‌شوند. هرچه فاصلهٔ سوژه از دوربین افزایش یابد، عمق میدان نیز افزایش خواهد یافت.







تعادل سفیدی

تعادل رنگ سفید (به انگلیسی: White Balance) یا تعادل رنگ عبارت است از به روند اصلاح رنگ‌ها که در این روند تن رنگ سفید که ممکن است تمایل به برخی رنگ‌های دیگر داشته‌باشد تبدیل به سفیدِ کامل می‌شود و سایر رنگ‌ها نیز به تناظر آن، اصلاح می‌شوند.






نوردهی

به مقدار نوری که به فیلم عکاسی یا گیرنده تصویر می‌رسد، نوردهی گفته می‌شود. این مقدار ترکیبی از نور موجود، عدد دیافراگم و سرعت شاتر است.







فوکوس

به تنظیم فاصلهٔ سوژه تا دوربین فوکوس گفته می‌شود. اشیایی که در فاصلهٔ فوکوس یا نزدیک به آن قرار داشته باشند واضح و سایر اشیا، محو می‌شوند.فاصله کانونی

فاصله کانونی، به فاصلهٔ مرکز اپتیکی لنز و مرکز کانونی آن گفته می‌شود. این فاصله معمولا برابر با فاصله فاصله مرکز اپتیکی و سنسور است و تغییر فاصله کانونی باعث افزایش و یا کاهش بزرگنمایی می‌شود. هنگام افزایش بزرگنمایی روی یک شی، فاصله کانونی عوض می‌شود و هر چه سوژه دورتر باشد فاصلهٔ کانونی بیشتر می‌شود. در شرایط یکسان عکسی که با فاصله کانونی کمتر گرفته شده باشد، کیفیت بهتری دارد.







سرعت فیلم

سرعت فیلم یا ایزو عددی است که جهت اندازه‌گیری حساسیت فیلم عکاسی یا حسگرهای الکترونیکی استفاده می‌شود. در دوربین آنالوگ هرچه حساسیت فیلم بیش‌تر باشد نیاز به نور کمتری خواهد بود ولی کیفیت عکس‌ها نیز کاهش پیدا می‌کند. در دوربین دیجیتال، حساسیت دوربین، مقدار تقویت خروجی حسگر را تعیین می‌کند. هرچه خروجی بیشتر تقویت شود، نیاز به نور کمتر خواهد بود ولی افزایش تقویت، باعث افزایش نویز و در نتیجه کاهش کیفیت می‌شود.







زاویه دید

زاویهٔ دید، زاویه‌ای است که لنز می‌تواند صحنهٔ روبه‌روی خود را ببیند؛ اگر خطی فرضی از لنز به دو انتهای منظره‌ای که دیده می‌شود ترسیم کنیم، زاویهٔ بین این دوخط، زاویهٔ دید خواهد بود. زاویهٔ دید را فاصلهٔ کانونی مشخص می‌کند و هرچه فاصلهٔ کانونی بیشتر شود، زاویهٔ دید کوچک‌تر و هرچه فاصلهٔ کانونی کمتر بشود، زاویهٔ دید بزرگ‌تر می‌شود.

آزمایشگاه

آزمایشگاه مکانی است که برای انجام آزمایش علمی از جمله آزمایش هایی بر روی مواد شیمیایی ساخته می‌شود. در آزمایشگاه وسایل و مواد آزمایشگاهی ویژه‌ای قرار داده می‌شود که با آن‌ها می‌توان برخی آزمایش‌ها را انجام داد. برای مثال در آزمایشگاه برق، از تجهیزات، قطعات و ابزارهای برقی برای انجام آزمایش هایی بر روی سیستم های برقی استفاده می شود. آزمایشگاه‌ها را می‌توان در مدرسه‌ها و دانشگاه‌ها، صنایع، تأسیسات دولتی و ارتشی و حتی بر روی کشتی‌ها و هواگردها نیز یافت.





در دانشگاه‌ها زمانی که آموزش فراگیر در یک آزمایشگاه و با آموزش انجام یک فعالیت عملی باشد آن را «آموزش آزمایشگاهی» می‌نامند.
معمولا ازمایشگاه ها به دسته های زیر تقسیم می شوند: ازمایشگاه های فیزیک،ازمایشگاه شیمی،ازمایشگاه های کامپیوتر،ازمایشگاه های بهداشت،ازمایشگاه های پزشکی و تشخیص طبی



شیمی
شیمی (به انگلیسی: Chemistry) یکی از دانش‌های بنیادین است که به مطالعه و بررسی ساختار، خواص، ترکیبات، و دگرگونی ماده می‌پردازد. گسترۀ زیاد این دانش باعث شده است تا تعریف‌ یکپارچه‌ برای آن مشکل گردد.



واژه‌شناسی
برخلاف پندار عمومی، واژه شیمی برگرفته از زبان پارسی میانه یا باستان نیست. بلکه دارای ریشه‌ای هند و اروپایی است.



تاریخچه
کوشش های نخستین بشر برای فهمیدن طبیعت مواد و بیان چگونگی دگرگونی آن‌ها ناموفق بود. اندک اندک کوشش ها برای تبدیل مواد کم ارزش، به مواد ارزشمندی چون زر و سیم، منجر به پیدایی دانش کیمیا گردید. هر چند در ظاهر دانش کیمیا به خواست اصلی خود نرسید، اما دستاوردهای کیمیاگران در این راه به اندوخته گرانبهایی تبدیل شد که پایه گذار شیمی مدرن گردید.



نگاه گذرا

نظریه اتمی پایه و اساس علم شیمی است. این تئوری بیان می‌دارد که تمام مواد از واحدهای بسیار کوچکی به نام اتم تشکیل شده‌اند. یکی از اصول و قوانینی که در مطرح شدن شیمی به عنوان یک علم تأثیر به‌سزایی داشته، اصل بقای جرم است. این قانون بیان می‌کند که در طول انجام یک واکنش شیمیایی معمولی، مقدار ماده تغییر نمی‌کند. (امروزه فیزیک مدرن ثابت کرده که در واقع این انرژی است که بدون تغییر می‌ماند و همچنین انرژی و جرم با یکدیگر رابطه دارند.)

این مطلب به طور ساده به این معنی است که اگر ده‌هزار اتم داشته باشیم و مقدار زیادی واکنش شیمیایی انجام پذیرد، در پایان ما همچنان بطور دقیق ده‌هزار اتم خواهیم داشت. اگر انرژی از دست رفته یا به‌دست‌آمده را مد نظر قرار دهیم، مقدار جرم نیز تغییر نمی‌کند. شیمی کنش و واکنش میان اتم‌ها را به تنهایی یا در بیشتر موارد به‌همراه دیگر اتم‌ها و به‌صورت یون یا مولکول (ترکیب) بررسی می‌کند.

این اتم‌ها اغلب با اتم‌های دیگر واکنش‌هایی را انجام می‌دهند. (برای نمونه زمانی‌که آتش چوب را می‌سوزاند واکنشی است بین اتم‌های اکسیژن موجود در هوا و مواد آلی چوب. که نور بر روی مواد شیمیایی فیلم عکاسی ایجاد می‌کند شکل می‌گیرد.)

یکی از یافته‌های بنیادین و جالب دانش شیمی این بوده‌است که اتم‌ها روی‌هم‌رفته همیشه به نسبت برابر با یکدیگر ترکیب می‌شوند. سیلیس دارای ساختمانی است که نسبت اتم‌های سیلیسیوم به اکسیژن در آن یک به دو است. امروزه ثابت شده‌است که استثناهایی در زمینهٔ قانون نسبت‌های معین وجود دارد(مواد غیر استوکیومتری).

یکی دیگر از یافته‌های کلیدی شیمی این بود که زمانی که یک واکنش شیمیایی مشخص رخ می‌دهد، مقدار انرژی که بدست می‌آید یا از دست می‌رود همواره یکسان است. این امر ما را به مفاهیم مهمی مانند تعادل، ترمودینامیک می‌رساند.

شیمی فیزیک بر پایهٔ فیزیک پیشرفته (مدرن) بنا شده‌است. اصولاً می‌توان تمام سیستم‌های شیمیایی را با استفاده از تئوری مکانیک کوانتوم شرح داد. این تئوری از لحاظ ریاضی پیچیده بوده و عمیقاً شهودی است. به هر حال در عمل و بطور واقعی تنها بررسی سیستم‌های سادهٔ شیمیایی قابل بررسی با مفاهیم مکانیکی کوانتوم امکان‌پذیر است و در اکثر مواقع باید از تقریب استفاده کرد(مانند تئوری کاری دانسیته). بنابراین درک کامل مکانیک کوانتوم برای تمامی مباحث شیمی کاربرد ندارد؛ زیرا نتایج مهم این تئوری (بخصوص اربیتال اتمی) با استفاده از مفاهیم ساده‌تری قابل درک و به‌کارگیری هستند.

با اینکه در بسیاری موارد ممکن است مکانیک کوانتوم نادیده گرفته شود، اما از مفهوم اساسی آن، یعنی کوانتومی کردن انرژی، نمی‌توان صرف نظر کرد. شیمی‌دان‌ها برای بکارگیری کلیه روش‌های طیف نمایی به آثار و نتایج کوانتوم وابسته‌اند. علم فیزیک هم ممکن است مورد بی توجهی واقع شود، اما به هر حال برآیند نهایی آن (مانند رزونانس مغناطیسی هسته‌ای) پژوهیده و مطالعه می‌شود.

یکی دیگر از تئوری‌های اصلی فیزیک مدرن که نباید نادیده گرفته شود نظریه نسبیت است. این نظریه که از دیدگاه ریاضی پیچیده‌است، شرح کامل فیزیکی علم شیمی است. مفاهیم نسبیتی تنها در برخی از محاسبات خیلی دقیق ساختمان هسته، به‌ویژه در عناصر سنگین‌تر، کاربرد دارند و در عمل تقریباً با شیمی پیوند ندارند.



بخش‌های اصلی دانش شیمی عبارت‌اند از:

شیمی تجزیه، که به تعیین ترکیبات مواد و اجزای تشکیل دهنده آن‌ها می‌پردازد.
شیمی آلی، که به مطالعهٔ ترکیبات کربن‌دار، غیر از ترکیباتی چون دو اکسید کربن (دی اکسید کربن) می‌پردازد.
شیمی معدنی، که به اکثریت عناصری که در شیمی آلی روی آنها تاکید نشده و برخی خواص مولکولها می‌پردازد.
شیمی فیزیک، که پایه و اساس کلیهٔ شاخه‌های دیگر را تشکیل می‌دهد، و شامل ویژگی‌های فیزیکی مواد و ابزار تئوری بررسی آنهاست.

دیگر رشته‌های مطالعاتی و شاخه‌های تخصصی که با شیمی پیوند دارند عبارت‌اند از: علم مواد، مهندسی شیمی، شیمی بسپار، شیمی محیط زیست و داروسازی.



شیمی‌دان
شیمی‌دان کسی است که بر دانش شیمی اشراف دارد و یا روی آن مطالعه می‌کند.شیمی‌دان‌ها معمولا بر روی ترکیب مواد و خواص آنها کار می‌کنند.



تاریخ
نخستین فرآیند شیمیایی که بشر آن را آموخت ، سوختن است. آتش می‌توانست همه مواد را از نظر ماهیت تغییر دهد.کشف آهن و مس زندگی انسان‌ها را تغییر داد و پس از کشف طلا به عنوان یک فلز قیمتی ، بسیاری بر آن شدند تا راهی بیابند که مس را به آن تبدیل کنند.تبدیل مس به طلا را کیمیا و کسانی که بر آن اهتمام می‌ورزیدند را کیمیاگر نامیدند. بدین ترتیب کیمیاگران ، نخستین شیمی‌دان‌ها بودند.پس از لاوازیه ، دانش شیمی وارد دانشگاه‌ها شد و از آن پس به یک مطالعه تجربی دنبال می‌شد و اندازه‌گیری‌ها و ارزیابی‌های کیفی و کمی آن به ثبت رسید.



آموزش
آموزش در شیمی تقربیا در همه کشورهای دنیا در دوران مدرسه آغاز می‌شود؛ اما آموزش تخصصی آن در دانشگاه آغاز می‌شود.برای شیمی‌دان‌ها ،کاردانی ، کارشناسی ، کارشناسی ارشد ، دکتری و پسادکتری در همه جهان قابل پی‌گیری است.


جایزه‌ها
جایزه نوبل مهم‌ترین و معتبرترین جایزه در شیمی به شمار می‌رود. نشان پریسلی ، جایزه ولف ، جایزه عبدالسلام و جایزه پاولینگ از مهمترین جوایزی هستند که به شیمی‌دان‌ها اعطا می‌شود.



شیمیدانان معروف تاریخ
دمیتری مندلیف،سوانت آرنیوس ،آمادئو آووگادرو ،ویلهلم اسوالد،هرمن اشتودینگر ،هانس کریستین اورستد ،یونس یاکوب برزلیوس ،هانری بکرل،ادوارد بوخنر ،نیلز بور ،رابرت بویل ،سرگی میخائیلوویچ پروکودین گورسکی ،جوزف پریستلی ،لینوس پاولینگ ،جابر بن حیان ،جان دالتون ،پیتر دبای،هامفری دیوی ،ارنست رادرفورد ،محمد زکریای رازی ،کارل زیگلر ،گلن سیبورگ





تاریخ شیمی

تاریخ شیمی به سلسله اتفاقاتی اطلاق می‌شود که از زمان باستان تاکنون برای دانش شیمی اتفاق افتاده‌است. تا ۱۰۰۰ سال پیش از میلاد، تمدن‌های باستان از ابزارهایی استفاده می‌کردند که سرانجام اساس تنوع شاخه‌های شیمی شدند. برای نمونه استخراج فلزها از سنگ معدن، سفالگری با استفاده از لعاب،‎تخمیر آبجو و شراب، تهیهٔ رنگدانه برای لوازم آرایشی و نقاشی، استخراج مواد شیمیایی از گیاهان برای دارو و عطر، تهیهٔ پنیر، ریسندگی، دباغی کردن چرم، تهیهٔ صابون از چربی، ساخت شیشه و ساخت آلیاژهایی مانند برنج.

در گذشته تلاش برای بیان طبیعت مواد و چگونگی دگرگونی آن‌ها ناموفق بود. دانش پیشرفته‌تر کیمیاگری نیز در این مورد ناتوان بود. به هرحال دانش کیمیا به کمک انجام تحقیقات اولیه و ثبت نتیجه‌ها، پایه‌گذار شیمی مدرن بود. تغییر نگرش در شناخت مواد، زمانی شروع شد که رابرت بویل در سال ۱۶۶۱ در کتاب شیمی‌دان شکاک میان شیمی و کیمیا تفاوت قائل شد. پس از آن شیمی با تلاش‌های آنتوان لاووازیه و ارائه قانون پایستگی جرم، به یک دانش تکامل‌یافته تبدیل شد. دغدغهٔ هر دو دانش کیمیا و شیمی شناخت طبیعت مواد و چگونگی دگرگونی آن‌ها بود، اما تنها شیمی از شیوه‌های علمی قوی بهره‌مند شد. با کوشش‌های ویژهٔ جوسایا ویلارد گیبز تاریخ شیمی با ترمودینامیک رابطهٔ عمیقی پیدا کرد.

تاریخ شیمی از آغاز تاکنون با صنعت رابطه‌ای مستقیم داشته‌است. در ابتدای دوران مدرن در اروپا، شیمی از ترکیب دانسته‌های باستان با فعالیت‌های دانشمندان مسلمان در قرون وسطی توسعه یافت. سپس شیمی در کنار فیزیک توانست ماهیت درونی مواد را شرح دهد. امروزه شیمی دانشی بسیار پیچیده‌است که بخش‌های زیادی با اهداف متنوع در زمینه‌های مختلف فناوری دارد.




دوران باستان (۴۰۰۰–۳۰۰ پ. م)
مسلماً نخستین واکنش شیمیایی که بشر توانست آن را کنترل و مهار کند، سوختن و آتش بود. آتش برای مردم باستان، یک نیروی عرفانی بود که می‌توانست یک ماده را به یک مادهٔ دیگر تبدیل کند در حالی که نور و گرما نیز می‌بخشد. آتش بر بسیاری از جوامع تأثیر گذاشت. به طوری که فعالیت‌های روزمره‌ای مانند آشپزی و تهیه نور و گرما تا فناوری‌هایی مانند سفالگری، تهیهٔ آجر و ذوب فلزها همگی وابسته به آتش بودند. آتش سبب کشف شیشه و نحوهٔ پالایش فلزها شد و همین امر پایه‌گذار دانش متالوژی یا شناخت مواد شد. در اوایل نیاز زیادی به دانستن شیوه‌های پالایش فلزها بود به ویژه در مصر باستان (۲۶۰۰ پ. م) که طلا فلزی گرانبها به شمار می‌آمد. کشف آلیاژها باعث شروع عصر برنز شد. نخستین شواهدی که نشان می‌دهد انسان‌های باستان در زمینهٔ دانش متالوژی فعالیت داشتند، مربوط به هزاره‌های پنجم و ششم پیش از میلاد است. پس از آن دانش متالوژی برای یافتن چگونگی ساخت سلاح‌های جنگی برتر به کار گرفته‌شد.



مصر باستان
مصریان باستان در زمان پیش از پادشاهی قدیمی توانستند نوعی سفال براق بسازند که به سفال مصری معروف است. در آن زمان این صنعت گرانبها تلقی می‌شد چراکه این سفال‌ها از خاک رس تهیه نمی‌شدند و از سیلیس و مقادیر کمی آهک و جوش شیرین به دست می‌آمدند. مصریان باستان در زمینهٔ متالوژی نیز توانا بودند و نوشته‌هایی به خط هیروگلیف مصری مربوط به ۲۶۰۰ سال پیش از میلاد موجود است که طلا را توصیف می‌کنند. کیمیا در میان مصریان باستان نیز رواج داشت. کیمیای مصری را بیشتر از طریق نوشته‌های فیلسوفان یونانی می‌توان شناخت. دیوکلتیان، امپراطور روم هنگام حمله به مصر دستور سوزاندن اسنادی که مربوط به کیمیا باشد را داد و به همین دلیل نوشته‌های مصری کمی دربارهٔ کیمیا باقی مانده‌اند که مهم‌ترین آن‌ها پاپیروس استکهلم و پاپیروس لیدن هستند. مصریان عقیده داشتند که علم کیمیا توسط تحوت، خدای دانش و خرد پدید آمده‌است.



ایران باستان
سفالینه‌های خاکستری با لعاب سیاه در ۲۰۰۰ سال پیش از میلاد در تپه حصار و تپه سیلک به وجود آمدند. این سفال‌ها نخستین نوع سفال‌های لعاب‌داری هستند که شناخته‌شده‌اند. ایرانیان باستان برای خودآرایی از موادی مانند سرخاب، وسمه و سرمه استفاده می‌کردند که این مواد را از چربی حیوانات یا خاکستر به دست می‌آوردند و به آن‌ها رنگدانههای طبیعی می‌افزودند. در آن دوران فیروزه به خاطر رنگ زیبایش مورد توجه بود و ایران تنها کشوری بود که این سنگ گرانبها را استخراج می‌کرد.



یونان باستان
فیلسوفان تلاش می‌کردند تا بدانند چرا مواد مختلف خاصیت‌های متفاوت (رنگ، بو و غلظت) و حالت‌های متفاوت (جامد، مایع و گاز) دارند و با شیوه‌های متفاوت با یکدیگر واکنش می‌دهند. در این زمان فیلسوفان یونانی نخستین نظریه‌ها را دربارهٔ شیمی و طبیعت ارائه کردند که تاحدودی این نظریه‌ها متأثر از فرهنگ و تمدن‌های زمان خود بود. برای مثال، تالس تصور می‌کرد آب عنصر اصلی سازندهٔ جهان است. دویست سال پس از او ارسطو از «عناصر چهارگانه» سخن گفت و اعتقاد داشت که جهان از چهار عنصر آب، هوا، خاک و آتش ساخته‌شده‌است.

ارائهٔ نظریهٔ اتمی به دوران یونان باستان بازمی‌گردد. نظریهٔ اتمی مربوط به ۴۴۰ سال پیش از میلاد است. لوکرتیوس (۵۰ پ. م) در کتابی به نام «طبیعت چیزها» (به یونانی: De Rerum Natura) به اندیشه‌های دموکریت و لئوکیپوس اشاره می‌کند. دموکریت ادعا می‌کرد که همهٔ مواد از ذره‌های تجزیه‌ناپذیری به نام اتم تشکیل شده‌اند.