تکنیک‌های عکاسی

ضد نور

ضد نور (به فرانسوی: Silhouette) تکنیکی است که در آن منبع نور در پشت سوژه قرار دارد و در قوی‌ترین حالت به دلیل تندی نور، سایه‌ای از سوژه بر روی عکس ایجاد می‌شود. زیباترین حالت زمانی پیش می‌آید که خورشید در حال طلوع یا غروب است و پس‌زمینه به رنگ نارنجی یا زرد مشخص می‌شود. عکاسی ضدنور یکی از روش‌های انتقال اندوه، احساس و حالت‌های عاطفی به بیننده‌است. ممکن است بیننده با دیدن این نوع عکس‌ها به درک درست و واضحی از سوژه نرسد، اما بخش تیره و سیاه تصویر باعث شکل گیری قدرت تخیل بیننده می‌شود.







اچ‌دی‌آر (HDR)

تصویربرداری دامنه دینامیک بالا (به انگلیسی: High Dynamic Range Imaging) یا HDR به مجموعه‌ای از تکنیک‌هایی گفته می‌شود که نسبت به روش‌های معمول، امکان وجود دامنه دینامیک روشنایی بیشتری بین نقاط تاریک و روشن را فراهم می‌کنند. عکس‌های اچ‌دی‌آر با ترکیب چند عکس به وجود می‌آیند؛ برای هر عکس اچ‌دی‌آر، باید چند عکس با کادر کاملا یکسان تهیه کرد (معمولا ۳ یا ۵ عکس) و هر عکس باید با نوردهی خاصی گرفته‌شده باشد؛ به این ترتیب که یک عکس با نوردهی معمولی و بقیهٔ عکس‌ها با نوردهیهای کمتر و بیشتر.

هدف از عکاسی اچ‌دی‌آر، افزایش محدودهٔ دینامیکی است و با ترکیب محدوده دینامیکی محدود عکس‌ها، به عکسی با محدوده دینامیکی بزرگ، که اچ‌دی‌آر نامیده می‌شود دست پیدا می‌کنیم.






پنینگ

پنینگ (به انگلیسی: Panning) یا کنارگردی دوربین، نام تکنیکی در عکاسی می‌باشد که برای نشان دادن تحرک سوژه‌ها به کار می‌رود. پنینگ در حقیقت به حرکات افقی، عمودی و یا چرخشیِ یک تصویر ثابت و یا ویدئو اشاره دارد. در این تکنیک یا سوژهٔ اصلی متحرک است که آن را از محیط ثابت اطرافش مجزا می‌کند یا سوژه ثابت است و دوربین حرکت می‌کند که عکاسی هر دو حالت منجر به القای حس تحرک در عکس می‌شوند. کاهش سرعت شاتر باعث بیشتر نمایان شدن تحرک در عکس می‌گردد.

عکسبرداری به این شیوه کار مشکلی است. زیرا باید سرعت شاتر مناسبی انتخاب شود و سرعت شاتر مناسب، بستگی به سرعت سوژه دارد. از طرف دیگر، باید چرخش یا حرکت دوربین هم کاملا مناسب باشد و در غیر اینصورت سوژه هم محو می‌شود؛ یک ابزار مناسب برای این تکنیک، تک‌پایه است.






مادون قرمز

عکاسی مادون قرمز (به انگلیسی: Infrared photography) تکنیکی است که هنگام عکسبرداری، قسمت مرئی نور حذف شده و فقط پرتوهای مادون قرمز ثبت می‌شوند. رفتار انعکاسی مادون قرمز با نور مرئی فرق دارد و چون چشم انسان مادون قرمز را نمی‌بیند، عکس‌هایی به وجود می‌آید که در واقعیت دیده نمی‌شوند. نمونه‌ای از تفاوت‌ها، انعکاس گیاهان است که در عکاسی مادون قرمز، به رنگ سفید ثبت می‌شوند.

برای عکاسی مادون قرمز به فیلتر مادون قرمز نیاز است. این فیلتر نور مرئی را حذف می‌کند و فقط نور مادون قرمز را از خود عبور می‌دهد.






سراسرنما (پانوراما)

سراسرنما (به انگلیسی: Panorama) یا پانوراما تکنیکی است که سبب ایجاد عکس‌هایی با فضای وسیعتری نسبت به عکس‌های معمولی می‌شود. نحوهٔ ساخت آن‌ها چنین است که با کنار هم قرار دادن تعدادی عکس معمولی به‌وجود می‌آیند. در این تکنیک، باید عکس‌های بیش‌تری از صحنه ثبت کرد و سپس با استفاده از نرم‌افزار آن‌ها را به‌هم چسباند. تعداد عکسی که برای ثبت یک عکس سراسرنما لازم است، بستگی به فاصله کانونی دارد. هرچه فاصله کانونی بیش‌تر باشد، (یعنی بزرگنمایی بیش‌تر و زاویه دید کمتر) در هر عکس قسمت کمتری از صحنه جای می‌گیرد و در نتیجه، باید عکس‌های بیش‌تری گرفت.






تحصیل در رشتهٔ عکاسی

رشتهٔ عکاسی در مقاطع کارشناسی و کارشناسی ارشد در بسیاری از دانشگاه‌ها تدریس می‌شود، دانشجویان این رشته با زیبایی‌شناسی، تاریخ عکاسی، هنر، تکنیک و روش‌های مختلف عکاسی آشنا می‌شوند. وجود عکس درتبلیغات، صنعت، روزنامه‌نگاری، مقاله‌نویسی، در زمینه‌های مختلف علوم پزشکی، فیزیک، جانورشناسی، سینما، نجوم، سند تاریخی، اجتماعی و خبررسانی کاربرد بی‌سابقه دارد و به عبارت دیگر، عکس شیوهٔ دیگر دیدن است. زمان تدریس هر واحد درسی نظری ۱ ساعت در هفته، عملی ۲ ساعت در هفته و کارگاهی ۳ ساعت در هفته‌است.

فارغ‌التحصیلان این رشته توانایی‌های متنوعی همچون خدمت در نهادهایی مانند خبرگزاری‌ها و نشریات، به عنوان خبرنگار عکاس، کار در زمینه‌های تخصصی عکاسی در کنار کارشناسان علوم و فنون و هنرها، کار در زمینهٔ عکاسی هنری و استفاده از هنر عکاسی به عنوان وسیلهٔ ایجاد ارتباط با مخاطب و کار آموزشی و تحقیقاتی در زمینه عکاسی را خواهند داشت.





عکاسی دیجیتال

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

عکاسی دارای سه ویژگی علمی، صنعتی (اقتصادی) و هنری است. عکاسی به عنوان یک پدیده علمی تولد یافت و به شکل یک صنعت گسترش یافت و همچنین جنبه‌های هنری نیز در آن ظهور کرد.

عکاسی دیجیتال در حال حاضر رایج‌ترین تکنولوژی برای ثبت تصویرهای ۲بعدی و ۳بعدی در بازارهای مصرف‌کننده و حرفه‌ای است. آسانی نسبی استفاده، سرعت بالای بازدید، انتقال و چاپ و نیز در بسیاری از موارد، کیفیت برتر، تعدادی از ویژگی‌های متمایزکننده عکاسی دیجیتال هستند. آسانی نسبی ویرایش عکاس‌های دیجیتال و در دسترس بودن نرم‌افزارهای قدرتمند برای این کار، باعث پیش آمدن جنجال‌های بسیاری در مورد صداقت و قابل اعتماد بودن عکسهای دیجیتالی در عرصه‌های خبرنگاری و تاریخ‌نگاری شده است. البته ویرایش عکس و پیامدهای مربوط به آن، محدود به عکاسی دیجیتال نیستند و این موضوع بحثی مطرح در کل طول تاریخ عکاسی بوده است.






انواع سنسور

در حال حاضر سه نوع تکنولوژی بخش عمده سنسورهای تولید شده برای دوربین‌های دیجیتال را در بر می‌گیرد.

سنسورهای سیماس یا نیم‌رسانای اکسید فلزی مکمل (CMOS)
سنسورهای سی‌سی‌دی یا دستگاه جفت‌کننده بار (CCD)






سنسورهای Foveon

شایان ذکر است که هیچکدام از این سنسورها بصورت مستقیم قادر به شناسایی رنگ‌ها نیستند و فقط می‌توانند شدّت روشنایی نور را ثبت کنند. هر سنسور از میلیون‌ها سنسور ریز حساس به نور تشکیل شده و هرکدام از این سنسورهای 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 الگو بایر می‌توانند به پردازشگرهای دوربین قابلیت آن را بدهند که با کمک الگریتم‌های درون‌یابی (اینترپولیشن) و مقایسه ارقام ثبت شده توسط ریز سنسورهای مجاور، رنگ واقعی هر پیسکل را حدس بزنند. دوربین‌هایی که قابلیت ذخیره عکس را بصورت نپخته 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.






تعداد پیکسل

یکی از خصوصیاتی که در بازاریابی دروبین‌های دیجیتال بر آن تاکید می‌شود تعداد کلّ 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، دروبینی که سنسوری 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، قدرت تمرکز لنز و غیره می‌باشد.





دوربین آنالوگ

دوربین آنالوگ دستگاهی برای ثبت عکس بر روی فیلم عکاسی (سطح حساس به نور) می‌باشد و تصویر گرفته شده بر روی فیلم بعد از ظهور بصورت نگاتیو یا منفی (ریورسال) قابل رویت است. دوربین عکاسی آنالوگ بصورت‌های:

کاملاً مکانیکی،
نیمه خودکار،
کاملاً خودکار (ناوبری الکترونیکی)،

طراحی و ساخته شده است.






تاریخچه

اتاق تاریک، اولین قدم بزرگ در راه پیدایش عکاسی بود که توسط نقاشان ایتالیا یی در طی قرن شانزدهم میلادی برداشته شد. برای بدست آوردن حداکثر وضوح، تنظیم فاصله روزنه از دیواری که تصویر روی آن بازتابیده می‌شد، از مشکلات اصلی در این سیستم بشمار می‌رفت. رفع این مشکل، باعث ورود عدسی به دنیای عکس و تصویر گردید.






انواع دوربین های آنالوگ

دوربین سوراخ سوزنی (به انگلیسی: Pin Hole)،
دوربین تک‌لنزی غیربازتابی (به انگلیسی: rangefinder camera)،
دوربین تک‌لنزی بازتابی (به انگلیسی: Single Lens Reflex)،
دوربین دولنزی بازتابی (به نگلیسی: Twin-lens reflex)،
دوربین قطع بزرگ (به انگلیسی: View Camera).







سیستم ضبط تصویر

در یک دوربین آنالوگ، فیلم حساس به نور، تصویر را ذخیره می‌سازد و بعد از عملیات شیمیایی برای نگهداری تصویر از آن استفاده می‌شود.





دوربین دیجیتال

یک دستگاه الکترونیکی است که برای گرفتن عکس و ذخیرهٔ آن بجای فیلم عکاسی از حسگرهای حساس به نور معمولاً از نوع CCD یا CMOS استفاده می‌کند و تصویر گرفته شده توسط سنسور طی چند مرحله به حافظهٔ دوربین برای استفاده فرستاده می‌شود.

در دوربین دیجیتال، تصویربرداری بر روی فیلم صورت نمی‌گیرد بلکه توسط یک حسگر حساس (دستگاه جفت‌کنندهٔ بار (CCD) یا نیم‌رسانای اکسید فلزی مکمل (CMOS)) انجام می‌پذیرد.

از لحاظ عملکرد کلی، دوربین‌های دیجیتال بسیار شبیه به دوربین‌های عکاسی دارای فیلم یا غیر دیجیتال می‌باشند. این دوربینها همانند دوربین‌های معمولی دارای یک منظره یاب، 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 یک دوربین معمولی فیلم حساس به نور تصویر را ذخیره می‌سازد و بعد از عملیات شیمیایی برای نگهداری تصویر از آن استفاده می‌شود. در حالی که در دوربین دیجیتال این کار با استفاده از ترکیبی از فناوری پیشرفته سنسور (حسگر) تصویر و ذخیره در حافظه انجام می‌گیرد و اجازه می‌دهد که تصاویر در شکل دیجیتال ذخیره شوند و به سرعت بدون نیاز به عملیات خاصی (نظیر عملیات شیمیایی بر روی فیلم) در دسترس باشند.

گرچه اصول کلی این دوربین‌ها شبیه به دوربین‌های فیلمی هستند، نحوه کار داخل این دوربین‌ها کاملاً متفاوت است. در این دوربین‌ها تصویر توسط یک سنسور CCD یا یک CMOS گرفته می‌شود. CCD بصورت ردیفها و ستونهایی از سنسورهای نقطه‌ای نور هستند که هر چه تعداد این نقاط بیشتر و فشرده تر باشد، تصویر دارای دقت بالاتری است) هر سنسور نور را به ولتاژی متناسب با درخشندگی نور تبدیل کرده و آن را به بخش تبدیل سیگنال‌های آنالوگ به دیجیتال ADC می‌فرستد که در آنجا نوسانات دریافتی از CCD به کدهای مجزای باینری (عددهای مبنای دو بصورت صفر و یک) تبدیل می‌شود. خروجی دیجیتال از ADC به یک پردازنده سیگنال‌های دیجیتال DSP فرستاده می‌شود که کنتراست و جزئیات تصویر در آن تنظیم می‌شود و قبل از فرستادن تصویر به حافظه برای ذخیره تصویر، اطلاعات را به یک فایل فشرده تبدیل می‌کند. هر چه نور درخشنده‌تر باشد، ولتاژ بالاتری تولید شده و در نتیجه پیکسل‌های رایانه‌ای روشن‌تری ایجاد می‌شود. هر چه تعداد این سنسورها که به‌صورت نقطه هستند بیشتر باشد، وضوح تصویر به دست آمده بیشتر است و جزئیات بیشتری از تصویر گرفته می‌شود.
تمام این پروسه، پروسه‌ای هماهنگ با محیط زیست است. سنسورهای CCD یا CMOS در تمام مدت عمر دوربین در جای خود ثابت بوده و بدون نیاز به تعویض کار می‌کنند. ضمناً به علت عدم وجود قطعات متحرک عمر دوربین بسیار بیشتر می‌شود. سنسور CCD از میلیون ها سنسور نوری تشکیل شده است و حساسیت به نور آن از سنسورهای CMOS بهتر است . در عوض در سنسور CMOS مصرف انرژی کمتر بوده و مشکل Over Expouser کمتر بوجود می آید . دوربینهای دیجیتال در بطن کار، از دوربین های آنالوگ پیروی می کنند، با این تفاوت که در این دوربین ها، همان طور که از اسمشان نیز برداشت می شود، کنترل بخش های مختلف از جمله فوکوسر و ... به صورت دیجیتالی انجام شده و یا در صفحه حساس این دوربین ها، سی سی دی و سی ماس، جایگزین فیلم های قدیمی شده است.






دریافت و ثبت تصویر در دوربین های دیجیتال

صفحه های حساس در دوربین های دیجیتال حرفه ای، ccd یا cmos است که مختصراً به بررسی آن می پردازیم. حسگرهای نوری از هزاران ردیف المان نیمه‌هادی بسیار کوچک و حساس به نور تشکیل شده‌اند که می‌توانند ذرات یا فوتون‌های نور را به بار الکتریکی تبدیل کنند. حال هر چه شدت نور ورودی بیشتر یا کمتر باشد، الکتریسیته ایجاد شده متعاقباً دست خوش تغییر می شود. جنس این صفحه ها اغلب از عناصری از جمله سیلیسیم و ژرمانیوم است. به طور نمونه شرکت کانن در دوربین های SLR خود تاکنون تنها از سنسورهای CMOS استفاده کرده است، در حالی که شرکت نیکون از هر دو نوع سنسور بهره میگیرد. بطور کلی تفاوت کیفی زیادی بین این دو نوع سنسور وجود ندارد اما حسگرهای CMOS کم مصرف تر بوده و در شرایط کم نور و با نوردهی های طولانی عملکرد بهتری دارند . ضمناً از نظر فنی نمی توان امکان تولید سنسورهای CCD در ابعاد فول فریم (۲۴×۳۶میلیمتر ) موجود نیست.






مزیت‌های دوربین‌های دیجیتال

مخابره: شاید مهم‌ترین و اصلی ترین دلیل تولید دوربین دیجیتال را بتوان مخابره نامید چرا که تولید آن پس از درخواست موسسات تحقیقات فضایی از تولید کنندگان تجهیزات عکاسی برای تصویری قابل مخابره جهت تحقیقات فضایی شکل گرفت

هزینهٔ کمتر: به لحاظ اینکه در هر دوره عکاسی دیگر احتیاج به خرید، ظهور و چاپ فیلم نیست.

مقدار خطای کمتر: به علت پیش نمایش بهتر عکس و نشان دادن عکس در همان زمان می‌توان در صورت مشاهدهٔ خطایی فاحش عکس را مجدادا ثبت کرد در صورتی که در عکاسی آنالوگ پس از مرحلهٔ ظهور می‌توان چنین تشخیصی داد که معمولاً دیر است

مقدار ریسک پایین: از بین رفتن یا افت کیفیت شدید فیلم به علت زمان، حرارت، و نور دیدگی، خطای ظهور، چاپ، تاریخ فیلم و... طبیعتاً حذف شده و جای خود را از لحاظ ریسک تنها به خطاهای الکترونیکی بسیار ناچیز می‌دهد.

نگهداری بهتر: امکان آرشیو میلیون‌ها عکس در یک فضای بسیار کم با ماندگاری بسیار طولانی تر

عکس‌برداری متوالی:در دوربین‌های آنالوگ به طور معمول بیشترین تعداد عکس برداری متوالی بیشتر از ۳۶ عدد (به لحاظ تعداد کاست) نمی‌شد به غیر از مواردی خاص که گاهی تا ۳۶۰ عدد اضافه می‌شد (با حجمی مزاحم) ولی با زحمتی چندین برابر برای تعویض فیلم! در صورتی که در دوربین‌های جدید دیجیتال با فشار دادن دکمه شاتر می‌توان بیش از هزاران عکس را بدون توقف در یک کارت حافظه بسیار کوچک جا داد.





پویانمایی

پویانمایی (انیمیشن (به انگلیسی: Animation)) یا کارتُن نمایش سریع و متوالی تصاویری از اثر هنری دوبعدی، یا موقعیت‌های مدل‌های واقعی، برای ایجاد توهم حرکت است. حرکت روان تصاویر متحرک در پویانمایی‌ها، ناشی از یک خطای دید است که به دلیل پدیدهٔ ماندگاری تصاویر پدید می‌آید. رایج‌ترین روش برای نمایش زنده نگار، سینما یا ویدئو است.

انیمیشن، جان‌بخشی، متحرک‌سازی، و زنده‌نگاری مترادف‌هایی برای پویانمایی هستند.






تاریخچه

قدیمی‌ترین نمونه‌های تلاش برای بدست آوردن توهم حرکت در طراحی ایستا را می‌توان در نقاشی‌های دوران نوسنگی غارها پیدا کرد، در جائیکه حیوانات با چندین شکل پای رویهم افتاده مجسم شده‌اند، که آشکارا کوششی برای رساندن احساس حرکت است. سفالینه ای متعلق به مردم شهر سوخته یافت شده است که نقوش روی این جام، تکراری هدفمند دارد و حرکت را نشان می‌دهد. تکراری که پایه و اساس هنر انیمیشن امروز است.

شخص خاصی به عنوان مخترع هنر فیلم پویانما وجود ندارد، چرا که افراد بسیاری پروژه‌های متعددی که می‌توان به عنوان گونه‌های مختلف پویانمایی مطرح کرد را تماما در زمان‌های یکسانی انجام می‌دادند.

فریب‌بین Phenakistoscope، زنده‌گرد zoetrope و کنش‌نما praxinoscope، همچنین ورق‌های پویانما Flip book، قدیمی‌ترین اسباب‌های پویانمایی محبوب اختراع شده در طول سده ۱۸۰۰ هستند.
فیلمساز فرانسوی جورج ملیس که سازنده جلوه‌های ویژه فیلم‌هایی مانند سفری به ماه بود، تکنیک‌های بسیاری در کارش استفاده می‌کرد- که یکی از آنها نگه داشتن جرخش فیلم دوربین، و تغییر کوچکی در صحنه و سپس دوباره به جرخش در آوردن فیلم دوربین بود. این بسیار شبیه به ایده‌ای است که بعدها زنده نگاری استاپ-موشن شد. ملیس به طور اتفاقی به این تکنیک دست یافت. هنگامی که او اتوبوسی را در حال رد شدن از جلوی دوربین می‌گرفت، دوربین خراب شد. موقعیکه دوربین تعمیر شد، درست زمانیکه ملیس شروع به فیلم گرفتن کرد، تصادفاً یک اسب از جلوی دوربین رد شد. نتیجه آن بود که در فیلم به نظر می‌رسید که اتوبوس به یک اسب تبدیل می‌شود.

ج. استوارت بلکتون شاید اولین فیلمساز آمریکایی باشد که تکنیک‌های استاپ-موشن و انیمشن طراحی دستی را استفاده کرد. ادیسون او را با فیلمسازی آشنا کرد. او با اولین کارش مورخ ۱۹۰۰ که کپی رایت داشت، پیشگام این ایده‌ها در دوران قرن بیستم شد. بسیاری از فیلمهایش، از میان آنها طراحی سحرآمیز (۱۹۰۰) و فکاهی صورت‌های متغیر مسخره (۱۹۰۶) نسخه‌های فیلم روزمره از بلکتون «هنرمند درخشان» بود، و نسخه‌های اصلاح شده مورد استفاده ملیس قدیمی‌ترین تکنیک‌های استاپ-موشن برای ساختن سری‌هایی از طراحی‌های روی تخته سیاه بود که به نظر می‌رسند که حرکت می‌کنند و خود را تغییر شکل می‌دهند. فکاهی صورتهای متغیر مسخره به عنوان اولین فیلم پویانماشده واقعی ثبت، و بلکتون به عنوان اولین زنده نگاری واقعی شناخته شده‌است.

هنرمند فرانسوی دیگری به نام ایمل کال، شروع به طراحی سلسله کارتون‌هایی کرد. او در سال ۱۹۰۸ فیلمی با نام صحنه خیالات Phantasmagoria را ساخت. این فیلم شامل تعداد زیادی طراحی ساده سرگردان است که به هم تبدیل می‌شوند، مانند بطری شراب که به یک گل تبدیل می‌شد. همچنین قسمتهایی از تصاویر زنده وجود داشت، جایی که دست زنده نگار وارد صحنه می‌شد. این فیلم با طراحی هر فریم روی کاغذ ایجاد شده بود و هر فریم با نگاتیو فیلم گرفته می‌شد، که به تصویر، ظاهر تخته سیاه را می‌داد. بدین ترتیب صحنه خیالات نخستین فیلم پویانمایی سنتی (طراحی دستی) به شمار می‌آید.

در ادامه موفقیت‌های بلکتون و کال، هنرمندان متعدد دیگری شروع به تجربیاتی در پویانمایی کردند. از جمله وینزور مکی که یک کارتونیست موفق روزنامه بود. او زنده نگاری‌های پرجزئیاتی ساخت که نیازمند تیم هنرمندان و توجهی طاقت فرسا به جزئیات بود. هر فریم یک طراحی روی کاغذ بود که همواره می‌بایست که پس زمینه و شخصیت‌ها هردو دوباره طراحی و انیمیت شوند. برجسته‌ترین فیلم‌های مکی عبارتند از نموی کوچولو (۱۹۱۱)، جریت دایناسور (۱۹۱۴) و غرق شدن لوسیتینیا (۱۹۱۸).

تولید فیلم‌های پویانمای کوتاه، که عموما «کارتون» نامیده می‌شوند، در طول دهه ۱۹۱۰ به یک صنعت بدل شد، و کارتون‌های کوتاه برای نمایش در فیلم‌های سینما تولید شدند. موفق‌ترین تولید کننده قدیمی زنده نگاری جان رندولف ری بود، کسی که همراه با ارل هرد پویانما، سل پویانمایی (پویانمایی روی طلق) را پایه گذاری کرد که در باقی دهه بر صنعت زنده نگاری حکمفرما بود.






تکنیک‌ها
پویانمایی سنتی

با نام سل پویانمایی (یا پویانمایی روی طلق) هم شناخته می‌شود. انیمشن سنتی روشی بود که برای اکثر فیلم‌های زنده نگاری قرن بیستم استفاده می‌شد. فریم‌های فیلم زنده نگاری سنتی در اصل عکس‌هایی از طراحی‌هایی هستند که بروی کاغذ کشیده شده‌اند. برای ایجاد توهم حرکت، هر طراحی تفاوت ناچیزی با یک طرح قبلتر از آن دارد. طراحی‌های پویانما روی ورقه‌های شفافی به نام سل (طلق) ترسیم یا فتوکپی می‌شوند، طرف مقابل خطوط ترسیم شده از رنگ یا سایه روشن پر می‌شود. طلق شخصیت‌های کامل شده را روی پس زمینه نقاشی شده قرار می‌دهند و بوسیله دوربین ثابتی یک به یک با فیلم سینمایی عکس می‌گیرند.

روش سنتی سل انیمیشن در آغاز قرن ۲۱ منسوخ شد. امروزه طرح‌های پویانماها و پس زمینه‌ها اسکن، یا مستقیما در کامپیوتر طراحی می‌شوند. نرم‌افزارهای مختلفی برای رنگ آمیزی و شبیه سازی حرکات دوربین و افکت‌ها استفاده می‌گردد. قطعه انیمیت شده نهایی را به یکی از چندین رسانه‌های پخش، خروجی می‌گیرند، که شامل فیلم سنتی ۳۵ میلی متری و رسانه‌های جدید تر مانند ویدئوی دیجیتال می‌شود. ظاهر سل زنده نگاری هنوز حفظ شده و کارهای پویانماهای شخصیت‌ها عمدتا در طول ۷۰ سال گذشته همسان باقی مانده‌است.

نمونه‌های فیلم بلند پویانمایی سنتی عبارتند از پینوکیو (آمریکا، ۱۹۴۰)، مزرعه حیوانات (انگلیس، ۱۹۵۴)، و آکیرا (ژاپن، ۱۹۸۸). پویانمایی‌های سنتی که به کمک تکنولوژی کامپیوتر تولید شده‌اند مانند شیرشاه (آمریکا، ۱۹۹۴) قاچاق شده (ژاپن، ۲۰۰۱) و سه قلوهای بلویل (فرانسه.بلژیک.کانادا، ۲۰۰۳).

پویانمایی محض: به روشی از تولید پویانمایی سنتی با کیفیت بالا گفته می‌شود، که طرح‌های پرجزئیات و حرکات پذیرفتنی و معقول دارد، که حاصلی از حرکات نرم و روان ارائه می دهد. که سبک های متفاوتی دارد شامل سبک واقع گرا مانند محصولات دیزنی و سبک کارتونی مانند آثار استودیوی وارنر برز می‌شود.

روتوسکوپی: تکنیکی است که در آن طرح هر فریم از روی حرکات عکس‌های واقعی ترسیم می‌شود. ارباب حلقه‌ها ۱۹۷۸ و اساس بسیاری از حرکات حیوانات در اکثر کارهای دیزنی نیز همین روش است.
استاپ-موشن: در این روش هر فریم عکسی از اجسام واقعی است، پویانما اجسام و یا شخصیت‌های درون صحنه را فریم به فریم به صورت ناچیزی حرکت می‌دهد، و عکس می‌گیرد. هنگامی که فریم‌های فیلم به صورت متوالی نمایش داده شوند توهم حرکت اجسام ایجاد می‌شود. مانند عروس مرده به کاگردانی تیم برتون.
زنده‌نگاری خمیری: پیکره شخصیت‌ها و اجسام متحرک از ماده‌ای نرم ساخته می‌شود که ممکن است اسکلت هم داشته باشند تا فیگور آنها را ثابت نگه دارد. روش فیلمبرداری هم مانند استاپ-موشن است.
کات-اوت: نوعی از زنده نگاری استاپ موشن است که بوسیله قطعات مسطحی مانند کاغذ ساخته می‌شود. پویانما هر فریم قطعات را کمی جا به جا می‌کند.
زنده‌نگاری سیلوئت: نوعی زنده‌نگاری کات-اوت بدون رنگ که کاراکترها به صورت سیلوئت سیاه نمایان می‌شوند.(شبیه به عکس‌های ضد نور)
موشن گرافیک: از تصاویر مسطح گرافیکی، عکس، قطعات روزنامه یا مجله و غیره همراه با تایپ (نوشته) ساخته می‌شود که سابقا با حرکت دادن فریم به فریم انیمیت می‌شد.
زنده‌نگاری عروسکی: به پویانمایی استاپ-موشنی گفته می‌شود که شامل پیکره‌های عروسکی است که در تعامل با فضاهای شبیه واقعیت انیمیت می‌شوند. عروسکها درونشان اسکلت دارد که به ایستایی آن‌ها کمک کند و همچنین مفصل‌هایی که در محورهای خاصی می‌چرخند. مانند کابوس قبل از کریسمس، ساخته تیم برتون.







پویانمایی رایانه‌ای

امروزه اغلب تولید کنندگان به دلیل صرفه اقتصادی و امکانات روز افزون زنده نگاری رایانه‌ای ترجیح می‌دهند از این ابزار استفاده نمایند. مقاله اصلی پویانمایی رایانه‌ای قواعد هنری این تکنیک تفاوتی با دیگر تکنیک‌های سینما و انیمیشن ندارد. اما بیشتر مراحل تولید در رایانه انجام می‌گیرد.





فیلم عکاسی

فیلم عکاسی یا سطح حساس عکاسی که در گذشته از شیشه و کلودیونِ تر ساخته می‌شد، فعلاً یک ورق شفاف پلاستیکی از جنس پلی‌استر یا نیترو سلولوز یا سلولوز استات است. این ورق با یکی از نمکهای نقره به نام نمک هالیدهای نقره (برومور نقره) و یک ماده ژلاتینی برای چسباندن نمک مورد نظر بر سطح ورقه پلاستیکی ساخته شده، پوشیده شده‌است. اندازه کریستال‌های نمک مشخص کننده میزان حساسیت به نور و رزولوشن فیلم عکاسی می‌باشد. نوری که به فیلم عکاسی می‌خورد باعث ایجاد یک فرایند شیمیایی روی فیلم عکاسی شده و تغییراتی که قابل دیده شدن نیست را ایجاد می‌کند؛ این تغییرات به وسیله ماده شیمیایی دیگری مرئی می‌شود. با ظهور و چاپ یک فیلم عکاسی، تصویر یا عکس بدست می‌آید.






عوامل مؤثر بر فیلم‌ها

پس از آنکه یک فیلم نور دهی شد، مقدار تیرگی حاصل در یک خاص به عوامل زیر بستگی دارد:

تابندگی به منظور نور دهی.
طول موج‌هایی که فیلم نسبت به آنها حساس است.
طول موج تابش.
مدت زمان نور دهی.
شرایط ظهور فیلم.







مکانیزم ثبت تصویر روی فیلم

انرژی لازم برای تبدیل نقره برمید یا نقره یدید به نقره عنصری از ماده شیمیایی مورد استفاده در فرایند ظهور فراهم می‌شود. پیش از ظهور اطلاعات بصورت یک تصویر نهان به شکل دانه‌های حساس شده روی شیشه یا فیلم ذخیره شده‌است. از ظاهر کردن فیلم یک تصویر منفی (نگاتیو) بدست می‌آید. نگاتیو یعنی خلاف آنچه در اصل تصویر دیده می‌شود. بنابراین قسمتهای روشن تصویر بر روی فیلم تیره می‌افتد و برعکس قسمتهای تیره آن به‌صورت روشن نقش می‌بندد.

چون دانه‌های املاح هالوژنی نقره به تنهایی فقط به نور آبی و نور فرا بنفش نزدیک حساسند، باید مواد رنگی یا رنگیزه‌هایی به آنها افزوده شود تا تابش بخشهای دیگر بیناب را جذب کنند و برای حساس کردن دانه‌ها، مسیر فراهم آورند. فیلم‌های فرو سرخ هم موجودند، ولی باید با مراقبت ویژه نگهداری شوند. چون به سبب حساسیت به گرما خیلی زود آسیب می‌بینند.





انواع فیلم

۱- فیلم‌های مثبت (پزوتیو) یا ریورسال.

۲- فیلم‌های منفی (نکاتیو).

۳- فیلم‌های مخصوص برای طول موج‌های خاص. مثل: فیلم مادون قرمز.

که هر دو نوع ۱ و ۲ دارای انواع سیاه و سفید و رنگی هستند.

فیلم‌های لیتوگرافی یا رادیوگرافی با اندکی تغییر در میزان حساسیت یا نوع حساسیت به پرتوهای نوری مشابه فیلم‌های عکاسی هستند.






اندازه (قطع) فیلم‌ها

فیلم‌های عکاسی از نظر قطع در اندازه‌های مختلف ارائه می‌شوند. رایج‌ترین آنها عبارتند از:

۱- فیلم ۱۳۵ (۳۶ میلی متری).

۲- فیلم ۱۲۰ برای ضبط تصاویر در اندازه‌های ۶*۴٫۵، ۶*۶، ۶*۹ و ۶*۱۷.

۳- فیلم‌های تخت، از اندازه معمول ۶*۴ الی ۲۰*۲۵. البته در سالهای گذشته اندازه‌های بزرگتر و کوچکتری نیز تولید می‌شد که فعلاً با بروز پدیده دیجیتال و بخاطر محدود بودن مصرف کنندگان، تولید آنها نیز قطع یا کاهش یافته‌است.






فیلم‌های عکاسی رنگی

بصورت کلی دو نوع فیلم عکاسی رنگی در بازارهای مصرف‌کننده و حرفه‌ای موجود هستند:

فیلم نگاتیو رنگی (به انگلیسی: Color Negative)
فیلم اسلاید رنگی (به انگلیسی: Slide or Color Reversal Film)

فیلم‌های اسلاید عموماً دارای دانه‌های (به انگلیسی: Grain) ریزتر و رنگ‌های اشباع شده‌تر نسبت به فیلم‌های نگاتیو با حساسیت‌های مشابه هستند، اما به مراحل بیشتری برای چاپ احتیاج دارند. هر کدام از این فیلم‌ها نیاز به روش ظهور خاصی دارند که از میان آنها روش ظهور سی۴۱ (به انگلیسی: C41) برای فیلم‌های نگاتیو رنگی و روش ظهور ای۶ (به انگلیسی: E6) برای فیلم‌های اسلاید متداول است.





فیلم‌های پزتیو
فیلم‌های پزوتیو همان اسلایدها هستند که در دو نوع سیاه و سفید و رنگی به بازار عرضه می‌شوند.
7:16 pm

آغاز کیمیا (۳۰۰–۷۰۰ پ. م.)

در گذشته مردم بسیار مشتاق بودند که بتوانند فلزهایی ارزان را به فلزی گرانبها همچون طلا تبدیل کنند. به اعتقاد آنان ماده‌ای که می‌توانست چنین کاری انجام دهد، سنگ فلاسفه بود. همین موضوع سبب شد که علمی به نام کیمیا* پدید آید.





کیمیا تنها به دنبال تبدیل فلزهای ارزان به فلزهای گرانبها نبود. آن زمان این امید وجود داشت که کیمیا بتواند کمکی کند تا دارویی ساخته‌شود که منجر به بهبودی مردم شود. مردم امیدوار بودند که کیمیاگران بتوانند ماده‌ای به نام آب حیات یا اکسیر زندگی به وجود بیاورند تا به کمک آن مرگ انسان‌ها را به تأخیر بیندازند. اما هرگز سنگ جادو و آب حیات به وجود نیامد.




از کیمیاگری به شیمی (۷۰۰–۱۵۰۰)

در جهان عرب، دانشمندان مسلمان شروع به ترجمهٔ آثار علمی یونان باستان کردند و شیوه‌های علمی آن‌ها را آزمایش کردند. توسعهٔ شیمی مدرن بسیار آهسته و دشوار بود اما یک شیوه علمی برای شیمی در میان مسلمانان در حال پیدایش بود. در قرن هشتم میلادی، جابر بن حیان که او را پدر علم شیمی نیز می‌نامند، و از شاگردان امام ششم شیعیان بوده است یک رویکرد منظم و همراه با آزمایش را معرفی کرد. تحقیقات او بر خلاف کیمیاگران یونانی و مصری که بیشتر تنها در ذهن خود به تفکر می‌پرداختند، در آزمایشگاه صورت می‌گرفت. او وسیله‌ای به نام عنبیق اختراع کرد و با آن مواد شیمیایی را بررسی می‌کرد. عنبیق وسیله‌ای ساده برای تقطیر مواد بود. این ظرف برای گرم کردن مخلوط‌ها و جمع‌آوری و هدایت بخارهای حاصل به کار می‌رفت. از کارهای جابر بن حیان تفاوت قائل شدن میان اسید و باز، و ساخت صدها دارو بود.

سایر شیمی‌دانان مؤثر مسلمان از قبیل ابن سینا، ابویوسف کندی، ابوریحان بیرونی و امام جعفر صادق برخی نظریه‌های کیمیا از جمله داستان سنگ فلاسفه را رد کردند. خواجه نصیر طوسی نیز به گونه‌ای پایستگی جرم را ارائه کرد. او اشاره کرد که یک ماده تنها می‌تواند تغییر کند اما نمی‌تواند ناپدید شود. محمد زکریای رازی نیز نظریهٔ عناصر چهارگانهٔ ارسطو را برای اولین بار رد کرد. او با به‌کارگیری آزمایشگاه مدرن و طراحی و توصیف بیش از بیست ابزار آزمایشگاهی که برخی از آن‌ها هم‌اکنون نیز کاربرد دارند، یک بنیان مستحکم برای شیمی مدرن بنا کرد.





آغاز شیمی نوین (۱۵۰۰–۱۸۰۰)

مشاهده کردن، اندیشیدن و نتیجه‌گیری کردن ابزارهای یونانیان باستان برای مطالعهٔ علوم طبیعی بود. کیمیاگران نیز تا پیش از آغاز دوران شیمی مدرن تنها از این سه ابزاره استفاده می‌کردند. در سال ۱۶۰۵، فرانسیس بیکن کتاب مهارت و پیشرفت فراگیری را منتشر کرد که حاوی توضیحاتی بود که بعدها به روش علمی معروف شد. در سال ۱۶۱۵ ژان بگن برای اولین بار از معادله شیمیایی استفاده کرد. رابرت بویل، دانشمند بریتانیایی در سال ۱۶۶۱ در کتاب شیمی‌دان شکاک، شیمی را علمی تجربی خواند. او از محققان خواست تا علاوه بر سه ابزار اصلی یونانیان پژوهش‌های علمی نیز انجام دهند. بویل عقیدهٔ ارسطو را که جهان از چهار عنصر آب، هوا، خاک و آتش تشکیل شده‌است را رد کرد و به جای آن سه عنصر نمک، گوگرد و جیوه را عناصر سازندهٔ جهان دانست. در عوض او مفهومی جدید ارائه کرد که ذرات اولیه با ایجاد پیوند با یکدیگر ترکیب‌های جدید می‌سازند. این تعبیر ساده‌ترین و در عین حال معقول‌ترین تعبیری بود که ارائه شد. پس از آن برای توجیه پدیده‌های طبیعی به جای نظریهٔ ارسطو از نظریهٔ بویل استفاده‌شد. در سال ۱۶۶۹ هنینگ براند توانست فسفر را از ادرار به دست‌آورد و فسفر اولین عنصری بود که با شیوهٔ شیمیایی کشف شد. هنری کاوندیش برای اولین بار در سال ۱۷۶۶ توانست گاز هیدروژن (H2) را از سار گازها تمیز دهد. لاووازیه در سال ۱۷۹۳ نام این گاز را هیدروژن نهاد.

آنتوان لاووازیه در سال ۱۷۸۹ قانون پایستگی جرم را مطرح کرد که به قانون لاووازیه نیز مشهور شد. در این هنگام قوانین شیمی کمی قوی‌تر شد به گونه‌ای که پیش‌بینی‌های درست‌تری صورت می‌گرفت.

جوزف بلک در سال ۱۷۵۴ توانست کربن دی‌اکسید که او به آن هوای ثابت می‌گفت را جداسازی کند. کارل ویلهلم شیله و جوزف پریستلی هر یک در سال‌های ۱۷۷۱ و ۱۷۷۴ به طور مستقل توانستند اکسیژن را با گرم کردن جیوه (II) اکسید و نیترات‌ها جداسازی کنند. جوزف پروس نیز با کشف «قانون نسبت‌های معین» باعث پیشرفتی بزرگ در شیمی شد. بر اساس این قانون مواد شیمیایی با نسبت‌های معین با یکدیگر واکنش می‌دهند. در سال ۱۸۰۰ آلساندرو ولتا با ساخت اولین باتری شیمیایی باعث سرآغاز دانش الکتروشیمی شد. در سال ۱۸۰۱، جان دالتون نظریهٔ اتمی خود را در هفت بند منتشر کرد. او در نظریهٔ خود اتم را تجزیه‌ناپذیر خواند. در آن زمان نظریهٔ دالتون بسیار تاثیرگذار بود به طوری که در قرن نوزدهم، شیمی‌دانان به دو گروه تقسیم می‌شدند. گروه اول کسانی بودند که نظریهٔ اتمی جان دالتون را دنبال می‌کردند و گروه دوم کسانی همانند ارنست ماخ بودند که به این نظریه اعتقاد نداشتند.

در سالنامهٔ علوم (به فرانسوی: L'année de la science) مربوط به سال ۱۹۹۰ راجر کراتینی بیان می‌کند که انگلیسی‌ها بدون تردید اظهار دارند که جوزف پریستلی پدر شیمی جدید است و فرانسوی‌ها نیز آنتوان لاووازیه را پدر شیمی جدید می‌دانند.

اگرچه شیمی در دورهٔ تمدن بابل و مصر باستان آغاز شد و ایرانیان و عرب‌ها در دورهٔ تمدن اسلامی فعالیت‌های زیاد انجام دادند، با این حال شیمی مدرن پس از فعالیت‌های لاووازیه شکوفا شد. اصلی‌ترین دلیل آن اکتشافات او دربارهٔ پایستگی جرم، نظریهٔ ماهیت آتش و واکنش سوختن در سال ۱۷۸۳ بود. پیش از آن فرض می‌شد که ماهیت آتش ماده‌ای‌است که از مادهٔ سوختنی آزاد می‌شود.

پس از آنکه واکنش سوختن به طور علمی بررسی و حل و فصل شد، فریدریش وهلر، که در سال ۱۸۲۸ موفق به ساخت ترکیب اوره شده‌بود، بحث دیگری را دربارهٔ ارتباط شیمی و حیات و تمایز مواد آلی و مواد معدنی آغاز کرد. پیش از آن در دانش شیمی هرگز به ترکیب مواد آلی و مواد معدنی پرداخته‌نشده‌بود. همین امر سرآغاز یک رشته جدید در شیمی شد به طوری که در اواخر قرن نوزدهم میلادی دانشمندان می‌توانستند صدها ترکیب آلی به وجود بیاورند. مهم‌ترین آن‌ها جوهرهای مصنوعی بنفش، سرخابی و سایر رنگ‌ها و نیز آسپیرین بود. کشف شیوهٔ مصنوعی تهیهٔ اوره کمک بسیار بزرگی به کشف ترکیبات همپار کرد. چراکه آمونیوم سیانید و اوره دارای فرمول تجربی یکسان هستند.

مایکل فارادی در سال ۱۸۲۵ توانست بنزن را از گاز درخشان آزاد شده از پیرولیز روغن وال به دست بیاورد و آن را بی‌کابورت هیدروژن نامید. بنزن اولین و ساده‌ترین ترکیب آروماتیک کشف شده‌است. ساختار بنزن توسط فریدریش آگوست ککوله در سال ۱۸۶۵ میلادی شناسایی شد.



شیمی نوین

پیش از قرن بیستم، شیمی به عنوان دانشی برای شناخت طبیعت مواد و دگرگونی آن‌ها شناخته‌می‌شد. تفاوت عمدهٔ شیمی با فیزیک این بود که در شیمی از ریاضیات استفاده نمی‌شد و بیشتر علمی تجربی بود. برای نمونه، اوت کنت در سال ۱۸۳۰ نوشت:

هر تلاشی برای به‌کارگیری شیوه‌های ریاضیاتی در مطالعهٔ شیمی، کاملاً غیرمنطقی و بر خلاف روح شیمی‌است. اگر روزی آنالیزهای ریاضی یک بخش برجستهٔ شیمی را به عهده بگیرد، باعث انحطاط آن می‌شود.

به هر حال در نیمهٔ دوم قرن نوزدهم شرایط تغییر کرد و فریدریش آگوست ککوله در سال ۱۸۶۷ نوشت:

من انتظار دارم که روزی یک توضیح ریاضیاتی-مکانیکی برای آنچه که امروزه به آن اتم می‌گوییم، خواهیم‌یافت و به کمک آن خواص اتم‌ها را بررسی خواهیم‌کرد.

پس از اکتشافات ارنست رادرفورد و نیلز بور دربارهٔ ساختار اتم و اکتشافات ماری و پیر کوری دربارهٔ پرتوزایی، دانشمندان مجبور بودند دیدگاه خود را نسبت به طبیعت مواد تغییر دهند. بنابراین شیمی به عنوان دانش مواد و مطالعهٔ ترکیب، ساختار و خاصیت‌های مواد و تغییراتی که دستخوش آن‌ها می‌شود، تعریف شد. در تعریف شیمی، ماده همان اتم‌ها و مولکول‌ها هستند و در شیمی واکنش‌های هسته‌ای و شکافت هسته‌ای نادیده گرفته‌می‌شوند. ولی این به آن معنا نیست که شیمی با دانش هسته‌ای ارتباطی ندارد چرا که شاخه‌هایی همچون شیمی هسته‌ای و شیمی کوانتومی نیز وجود دارد اما آنچه امروزه به عنوان کاربرد شیمی از آن یاد می‌شود بررسی مفاهیمی دربارهٔ مواد چه در مقیاس بزرگ و چه در مقیاس مولکولی و اتمی‌است. مطالعه‌های شیمی به بررسی کل یک مولکول تا تأثیر یک پروتون تنها روی یک اتم می‌پردازد.



جدول تناوبی

جان نیولندز، شیمی‌دان انگلیسی در سال ۱۸۶۵ دریافت که با گذر از هر هشت عنصر، خواص فیزیکی تکرار می‌شوند.[۷۱] او این خواص مشابه را نیز یادداشت کرد.[۷۲] دیمیتری مندلیف، شیمی‌دان روسیه‌ای اولین کسی بود که یک جدول تناوبی مشابه جدول‌های تناوبی امروزی را به وجود آورد. او عناصر را برحسب جرم اتمی کنار یکدیگر قرار داد و همانند بازی سولیتیر، روی کارت‌هایی نام و خواص عناصر را نوشت و با کنار یکدیگر قرار دادن آن‌ها به شباهت خواص آن‌ها پی برد. او عناصری که به یکدیگر شبیه بودند را در جدولی زیر یکدیگر قرار داد و جدولش را در یک مجلهٔ ناشناخته روسی منتشر کرد و کمی بعد در نشریهٔ آلمانی «مجلهٔ شیمی» (به آلمانی: Zeitschrift für Chemie) منتشر شد.

مندلیف به دلیل تکرار تناوبی خواص متوجه شد که بعضی عناصر هنوز کشف نشده‌اند. او مجبور شد جای این عناصر را در جدولش خالی بگذارد. او وجود سه عنصر ژرمانیم، گالیوم و اسکاندیم را حدس زد و نام آن‌ها را به ترتیب اکاسیلیسیوم، اکاآلومینیوم و اکابور نهاد. وی همچنین توانست برخی خواص همچون جرم و رنگ آن‌ها را حدس بزند که پس از کشف این عناصر پیش‌بینی‌های او با واقعیت مطابقت می‌کردند.



جایزهٔ نوبل شیمی

آلفرد نوبل، کارآفرین سوئدی و مخترع دینامیت در آخرین وصیت‌نامه‌اش که در ۲۷ نوامبر ۱۸۹۵ آن را تنظیم کرد، خواست که ثروتش صرف ایجاد مراسمی برای اهدای جوایز به «کسی که بیشترین سود را به نوع بشر» در زمینهٔ فیزیک، شیمی، صلح، فیزیولوژی یا داروسازی و ادبیات می‌رساند، شود. نوبل ۹۴٪ ثروتش را که معادل ۳۱ میلیون کرون سوئد* بود وقف ایجاد این پنج جایزه کرد.

در ۱۰ دسامبر ۱۹۰۱ اولین جوایز نوبل اهدا گردید. اولین جایزهٔ نوبل شیمی را یاکوبوس هنریکوس وانت‌هوف به علت کشف قوانین دینامیک شیمیایی و فشار اسمزی در محلول‌ها دریافت کرد.



مدل‌های اتمی

اتم‌ها تا سال ۱۸۹۷ کوچک‌ترین جزء ماده و تجزیه‌ناپذیر تلقی می‌شدند. جوزف جان تامسون در سال ۱۸۹۷ طی تحقیقات روی پرتوهای کاتدی، الکترون را کشف کرد. او با قرار دادن یک میدان الکتریکی در اطراف پرتوهای کاتدی متوجه انحراف پرتوها شد و به وجود الکترون در اتم پی برد و در نتیجه تجزیه‌ناپذیر بودن اتم را رد کرد. پس از آن با استناد بر آزمایش خود، یک مدل اتمی ارائه کرد که به مدل کیک کشمشی یا مدل هندوانه‌ای معروف شد. بر اساس این مدل بار مثبت به صورت فضای ابرگونه‌ای سراسر اتم پخش شده‌است و الکترون‌ها در این فضا پراکنده شده‌اند. او مدل خود را به کیک کشمشی تشبیه کرد به طوری که الکترون‌ها همان کشمش‌ها و بار مثبت کیک است.

مدل تامسون در سال ۱۹۰۹ توسط ارنست رادرفورد، یکی از شاگردان قدیمی تامسون رد شد. رادرفورد و هانس گیگر آزمایش ورقهٔ طلا را ابداع کردند. آن‌ها در این آزمایش یک ورقه نازک طلا را در معرض پرتوهای آلفا قرار دادند. آن‌ها انتظار داشتند که بر اساس مدل تامسون پرتوهای آلفا با انحراف بسیار کمی از ورقهٔ طلا عبور کنند اما بسیاری از پرتوها با زاویهٔ بیشتر از ۹۰° بازگشتند.

رادرفورد نتیجه گرفت که اتم دارای هسته‌ای متمرکز است و مدل اتمی خود را ارئه کرد. او کشف کرد که بیشتر جرم اتم مربوط به بار مثبت است و بار مثبت در یک فضای کوچک به نام هسته در مرکز اتم فشرده شده‌است. الکترون‌ها نیز در فضایی اطراف هسته قرار دارند.

مدل اتمی رادرفورد در دو مورد پایداری اتم و طیف ناپیوستهٔ تابشی اتم پاسخی نداشت. بر اساس مدل رادرفورد اتم نمی‌توانست پایدار باشد؛ زیرا اگر فرض شود الکترون‌ها ثابت هستند، الکترون به دلیل بار منفی جذب هسته می‌شود و اگر فرض شود که الکترون‌ها مانند سیارات منظومهٔ شمسی در حال حرکت به دور هسته هستند و نیروی مرکزگرا همان نیروی الکتریکی‌است، الکترون‌ها باید موج الکترومغناطیسی تابش کنند که در این صورت انرژی الکترون‌ها کاهش یافته و به تدریج روی اتم سقوط می‌کنند. نیلز بور در سال ۱۹۱۳ با توجه به نظریه‌های کوانتومی پلانک و اینشتین، با تجدیدنظر بنیادی در فیزیک کلاسیک، مدل اتمی خود را بیان کرد. او در نظریهٔ خود اعلام کرد که الکترون‌ها در هر مداری نمی‌توانند پایدار بمانند و فقط در مدارهای مجازی به نام «مدارهای مانا» می‌توانند پایدار بمانند و به دور هسته بچرخند. او نیروی مرکزگرا را نیز همان نیروی الکتریکی فرض کرد. تا زمانی که الکترون روی مدار مانا حرکت کند، موج الکترومغناطیسی تابش نمی‌کند و انرژی آن مانا است. در مدل بور شعاع مدار الکترون‌ها نمی‌تواند هر مقداری باشد و شعاع‌ها کوانتیده هستند و الکترون‌ها تنها هنگام جهش از یک مدار پایه به یک مدار با انرژی بیشتر تابش می‌کنند و مقدار انرژی آن‌ها نیز کوانتیده‌است.




شیمی کوانتومی

کشف معادله شرودینگر توسط اروین شرودینگر و مقالهٔ والتر هایتلر و فریتز لندن که در سال ۱۹۲۷ منتشر شد، به عنوان سرآغاز شیمی کوانتومی شناخته‌می‌شود. به این ترتیب شیمی‌دانان توانستند پیوند اتمی را توجیه کنند. در دههٔ ۱۹۴۰ بسیاری از فیزیک‌دانان مانند روبرت اوپنهایمر و ادوارد تلر از مقیاس مولکولی و اتمی فیزیک به فیزیک هسته‌ای روی آوردند. در سال ۱۹۲۶ میلادی، شرودینگر بر مبنای رفتار دوگانهٔ ذره‌ای و موجی الکترون و با تأکید بر رفتار موجی آن، محدود کردن الکترون به یک مدار دایره شکل را درست ندانست و از حضور الکترون در یک محیط سه بعدی سخن گفت. او یک مدل کوانتومی برای اتم ارائه کرد. کلمنز روتان نیز در سال ۱۹۵۱ مقاله‌ای دربارهٔ معادلات روتان منتشر کرد.

شیمی کوانتوم قوانین مکانیک کوانتوم را در مسائل مربوط به شیمی مورد استفاده قرار می‌دهد. به کمک شیمی کوانتومی می‌توان بسیاری از خاصیت‌های مولکول‌ها مانند طول و زاویهٔ پیوندی، قطبیت پیوند، قطبیت مولکول و طیف‌های مولکولی را مطالعه‌کرد. لینوس پاولینگ نیز برروی طبیعت پیوندهای شیمیایی و ساختار کمپلکس‌ها تحقیقاتی انجام داد که باعث شد در سال ۱۹۵۴ جایزهٔ نوبل شیمی را دریافت کند.همچنین وی یکی از بزرگ‌ترین شیمی‌دانان قرن بیستم شناخته می‌شود.
 

ساعت : 7:16 pm | نویسنده : admin | مطلب قبلی | مطلب بعدی
آزمایشگاه شیمی | next page | next page