پریسکوپ،ابزار اپتیکی که بدون کشف شدن به ما اجازه دیدن می دهد

یک لوله فلزی نازک به آرامی بالای سطح تاریک می آید برای چند ثانیه می گردد افق را مورد بررسی قرار می دهد و غیب می شود. زیر این لوله، مخفی از نور خورشید یک مشاهده گر دنیای را بدون وارد شدن به آن دیده است.

این قدرت پریسکوپ است. پریسکوپ اجسام دورا به مانند تلسکوپ و ابزار کوچک را به مانند میکروسکوپ نشان نمی دهد بلکه کاربرد دیگری دارد و از روی مانع می تواند به بیننده اطلاعات دیداری برساند. یک دیوار، سنگر، سطوح زرهی و سطح دریا می تواند دید مستقیم را مسدود کند اما پریسکوپ با تغییر جهت نور مشاهده را ممکن می کند.

معمولا پریسکوپ ها را از طریق زیردریایی و فیلم های مربوط به زیردریایی میشناسند اما این وسیله یک درس فشرده درباره اپتیک است وسیله ای که به علت جنگ ایجاد شده و یکی از واضح ترین شواهد تاریخی است که دیدن همیشه نیازمند وایستادن در روبروی سوزه نیست.

پریسکوپ چیست؟

پریسکوپ یک ابزار اپتیکیست که به اجازه می دهد بیننده از روی مانع به مشاهده اطراف بپردازد. ساده ترین شکل آن یک لوله ای با دو آینده موازیست یکی نزدیک بالا و دیگری نزدیک پایین که هرکدام در حدود 45 درجه قرار گرفته اند. ابزار های پیچیده تر از منشور استفاده می کنند و با اضافه کردن لنز می توانند بزرگنمایی، فوکوس، تصحیحی تصویر و زاویه دید را تنظیم کنند.

این اسم از ریشه یونانی “اطراف را دیدن” گرفته شده است که به دقت ماهیت پریسکوپ را توضیح می دهد.

بر خلاف پنجره که نیازمند یک ورودی مستقیم بین مشاهده گر و دنیای خارج است یک پریسکوپ چشم را از نقطه ای که نور وارد می شود جدا می کند. مشاهده گر زیر آب در پشت ابزار زرهی خود یا زیر سنگر باقی می ماند در حالی که فقط قسمت بالای ابزار در موقعیت قرار می گیرد.

چگونه دو انعکاس، تصویر را به بیننده منتقل میکند

یک پریسکوپ ساده کار می کند چرا که نور تا موقعی که با مانعی روبرو شود در خطوط مستقیم طی مسیر می کند. وقتی یک پرتو به آینه صاف برخورد می کند منعکس می شود به طوری که زاویه تابش آن با زاویه بازتابش یکی باشد.

نور افقی صحنه با زاویه 45 درجه به آینه بالایی برخورد می کند آینه آن را به سمت پایین تغییر مسیر 90 درجه ای می دهد آینه پایین دوباره آن را 90 درجه می چرخاند و به چشم مشاهده گر می رساند. این صحنه به طور دقیق بین دو گوشه منتقل شده است.

انعکاس دوم باعث بازگردانی جهت دهی طبیعی تصویر بعد از معکوس شده توسط اینده اول می شود. در ابزار دریایی این دو آینه فقط شروع کار هستند. یک مسیر دراز می تواند روشنایی را کاهش داده زاویه دید را کم کرده و اعوجاج به تصویر معرفی کند. منشور ها معمولا از آینه ها بهتر هستند در حالی که لنز ها نور را جمع می کنند جزئیات را بزرگ نمایی و تصویر متمرکز شده به بیننده تحویل می دهد.

این ابزار باید هم جهت چرخش باقی بماند و افزایش و کاهش طول پیدا کند در حالی که در مقابل ارتعاش، فشار، نمک، آب و حرکت وسیله مقاوم باشد. یک پریسکوپ مدرسه ممکنه ساده باشه اما پریسکوپ زیردریایی یک ماشین اپتیکیست که برای شرایط نبرد ساخته شده است.

پیشنهاد مطالعه: دوگانه موج و ذره و ماهیت نور

پریسکوپ برای زیردریایی اختراع نشده است

تاریخ پریسکوپ، با حنگ های دریایی شروع نشده است در منابع تاریخی ذکر شده که اختراع پریسکوپ متعلق به یوهانس گوتنبرگ است که شکل ابتدایی این وسیله را در سال 1430 برای زائران مذهبی ایجاد کرد تا بتوانند مراسم را ببینند.

یکی دیگر از پیشرفت ها در این زمینه در سال 1647 اتفاق افتاده است وقتی که یوهانس هولیوس ستاره شناس کتاب سلنوگرافیای خود را درباره مشاهده ماه منتشر کرد. در ابزار های وی یک وسیله ای بود به اسم پولمسکوپ که یک پریسکوپ اولیه با لنز است.

اسم پریسکوپ تداعی گر استفاده نظامیست اما ارتباط این با ستاره شناسی نشان می دهد که چگونه تاریخ تلسکوپ و بیناییی جهت دهی دشه و مشاهده علمی با هم متصل هستند.

از این رو پریسکوپ به یکباره برای میدان جنگ اختراع نشده است. بلکه از میل گسترده ای تر برای حرکت چشم خارج از محدوده بدن رشد یافته است. خیلی قبل از اینکه این وسیله تبدیل به نماد ابزار زیردریایی شود این اصل که هرجا که ارتفاع، پنهان کاری یا مانع جلوی دید را گرفته می توان با تغییر جهت نور اطلاعات دیداری منتقل کرد کاربرد داشته است.

اگر علاقه مند هستید که درباره دو ویژگی مهم نرو یعنی شکست نور و پدیده پراش بیشتر بدونید حتما به این دو نوشته مراجعه کنید.

سارا ماتر و تلسکوپ زیردریایی

در سال 1845، مخترع آمریکایی سارا ماتر، گواهی ثبت اختراع تلسکوپ زیردریایی را همراه با لامپ زیر آب دریافت کرد. اختراع او می توانست اجسام زیرآبی را از جمله بدنه کشتی، سازه های زیردریایی، ساختار زمین شناسی دریا و موانع درون کانال را مورد بررسی قرار بدهد. یک آینه نزدیک پاییم اجازه می داد که جهت دیدن تنظیم شود.

اختراع ماتر شبیه پریسکوپ های زیردریایی که از زیر دریا به روی آب نگاه می کردن نبود و جهت آن تقریبا برعکس بود یک اپراتور در بالای سطح دنیای زیر را مورد مطالعه قرار می داد.

با اینحال این اختراع به همین خانواده تعلق داشت یک لوله مشاهده گر را از نقطه دید جدا می کرد در حالی که آینه و شیشه و نورپردازی کنترل شده یک محیط پنهان را معلوم می کرد.

طراحی او نشان می دهد که تکنولوژی به ندرت در خط مستقیم حرکت می کند چرا غ زیر آبی، تلسکوپ، لوله های تجسس و مشاهدات دریایی هرکدام در نهایت به دانشی که مهندسان برای ترکیب نیاز داشتند کمک کردند.

چشم زیردریایی

در سال  1854 دانشمند فرانسوی به اسم هیپولیت ماری دیوی ، یک پریسگوپ ابتدایی دریایی را با استفاده از دو آینه در دو انتهای یک لوله طراحی کرد و در زمانی که زیردریایی در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم به یک ایده عملی تبدیل شد این وسیله به جای ابزار مورد استفاده در آزمایش تبدیل به ابزار اساسی  در دریا شد.

قدرت زیردریایی در پنهان بودن آن است اما پنهان بودن مشکلاتی همراه خود دارد چرا که خدمه نمی توانند سطح را به طور مستقیم ببینند. پریسکوپ این مشکل را حل کرد وسیله می توانست زیر آب بماند در حالی که یک لوله باریک به سطح بیاید و اطلاعات حساس دیداری را جمع آوری کند.

یک فرمانده می توانست در افق به جست و جو پرداخته و کشتی ها را شناسایی کند یا به بررسی آب و هوا و امواج بپردازد مسیر خود را تخمین زده و یا برای حمله آماده ود بدون اینکه جای زیردریایی را لو بدهد. به طور مرسوم، پریسکوپ به خدمه تنها ارتباط تصویری مستقیم را با جهان خارج داد.

حتی بعد از اختراع سونار، رادار و سنسور های الکترونیک که مسیر یابی زیر دریا را با تحول ایجاد کردند این ابزار اپتیکی برای ایجاد مدرک تصویری بسیار پر کاربرد هستند.

استفاده از پریسکوپ بدون ریسک نبوده است چرا که سر آن ممکن بود دیده شود تکان آن می توانست حرکت را نشان دهد و سنسور ها متوجه حضورش می شدند. بخاطر همین هم زیردریایی ها به طور مختصر از این ابزار استفاده می کنن به سرعت محیط را اسکن و دوباره آن را پایین می آورند.

پریسکوپ در سنگر

زیردریایی به پریسکوپ تصویر معروف تاریک آن را اهدا کرد اما سنگر های جنگ جهانی اول بود که به این وسیله یک هدف کاربردی و حیاتی داد.

برای آشنایی با جنگ سنگر ها و جنگ جهانی اول و بهترین فیلم های جنگ جهانی اول و البته تصویربرداری هوایی در جنگ جهانی اول ، چندین نوشته در تصویر، صدا و ادراک قرار دادم که میتونید با کلیک کردن روی لینک هاشان آن ها را مطالعه کنید. در نوشته های بعدی مطالب بیشتری درباره جنگ بزرگ براتون خواهم نوشت.

سربازان در جنگ سنگر ها، با خطوط دشمن روبرو بودن و نمیتوانستند سر خود را به راحتی از جان پناه بیرون بیاورند. یک وسیله آینه ای به آن ها اجازه داد که تا با مشاهده زمین مرده مناطق بین سنگر ها را بررسی کنند.

این ابزار اپتیکی پریسکوپ مانند برای بقا ساخته شده بود پریسکوپ های سنگر، نیازمند لنز های حساس و دقیق و یا سازه مقاوم به فشار نبود بلکه ارزش آن به قابل حمل بودن آن بود. قابلیت تکان دادن آینه حتی ب همیزان کمی بالا سر مشاهده گر میتوانست اطلاعات مهمی به بیننده بدهد و جان وی را نجات دهد.

همین اصل بعد ها در وسایل زرهی، پست های نگهبانی و ابزار تعیین مسافت استفاده شد. هرجایی که چشم نیازمند محفظت بود یک پریسکوپ تبدیل به جایگزین برای به خطر انداختن مشاهده گر بود.

نقش پریسکوپ در سینما

سینما، پریسکوپ را به چیزی بیشتر از یک ماشین تبدیل کرد. دید دایره ای، که معمولا با دقت نشانه گذاری شده تبدیل به تصویر دیداری تعلیق شد. بیننده در فیلم هایی که نبرد دریایی دارند فقط بخشی از جهان کهخ در پریسکوپ دیده می شود را می بیند قاب محدود شده است و هدف به بیرون و خارج از دید هدایت می شود در این حالت کارگردانان توانستند تعلیق را در دیدن به وجود بیاورند.

دید معمولی سینمایی میتونه به آزادی حرکت کنه و چیزی بیشتر از آنچه که کاراکتر می داند را آشکار بکنه. نمای پریسکوپ دقیقا بر عکس این را انجام می دهد میزان دانش ار کم کرده و به بیننده یادآوری می کند که دید از طریق یک کانال شکننده در موقعیتی مخفی به او می رسد.

بخاطر همین هم هست که صحنه های پریسکوپ صحنه های به یادماندنی فیلم های زیردریایی هستند، تغییر جهت تبدیل به جست و جو می شود فوکوس تبدیل به تصمیم گیری، و بازگرداندن ابزار تبدیل به عقب نشینی.

برای دیدن صحنه ماندگار سینما در این زمینه حتما فیلم Das Boot از ولفگانگ پیترسن را ببینید که البته بعدا درباره آن به طور مفصل درباره این شاهکار سینمای آلمان براتون خواهم نوشت.

پیشنهاد مطالعه: تاریخ اپتیک از عدسی های اولیه تا تلسکوپ های مدرن

از لامپ های نوری به دکل فوتونیک

پریسکوپ های قدیمی می توانستند یک تصویر اپتیکی را درون لوله به پایین بفرستند. سیستم های مدرن می توانند سنسور و بیننده را کامل تر جدا کنند.

در کلاس زیر دریایی ویریجینیا، پریسکوپ های سنتی با دکل های فوتونیک که توانایی حمل اطلاعات دیداری و البته فروسرخ را دارند جایگزین شده اند. تصاویر به صورت الکترونیکی به مرکز کار اتاق کنترل منتقل می شود.

این به معماری دریایی وسیله آزادی بیشتری می دهد چرا که اپراتور نیاز نیست که به طور مستقیم زیر یک لوله اپتیکی بشیند و چندین خدمه می توانند به طور همزمان منظره را دیده و اطلاعات را به صورت دیجیتال ثبت کنند و با بررسی طیف نور به اطلاعات بیشتری برسند.

دکل فوتونیک به معنای مرگ پریسکوپ نیست بلکه تکامل آن است، آینه ها، منشور ها و چشمی با دوربین، نمایشر و نرم افزار تعویض شده است اما هدف همچنان هدف قبلیست. یک سیستم تصویری کوچک که بتواند از خدمه محافظت کند.

حرکت چشم بدون حرکت بیننده

پریسکوپ یکی از اختراعاتیست که اصولش را می توان با دو تا آینه و یک جعبه مقوایی نمایش داد با اینحال فرم های پیشرفته اش نیازمند دقیق ترین ابزار های اپتیکی و مکانیکیست.

تاریخچه آن در جمعیت های مذهبی و کتاب های ستاره شناسی شروع شده است و در ابتدا برای بررسی زیر دریا و آزمایش های دریایی وجنگ سنگر ها مورد استفاده قرار گرفته است. در همه این شرایط یک خواسته باقی مانده است آینکه بیرون مانع و دیوار یا سطح را دید.

یک تلسکوپ دید ما را درون مسافت بیشتر می کند یک میکروسکوپ چیز های کوچک را به ما نشان می دهد و پریسکوپ ما را از خطرات اگاه می کند و بزرگترین دستاورد پریسکوپ نیز همین است، چرا که به ما کمک نمی کند دوردست ها را ببینیم اما موقعیت مکانی بینایی ما را تغییر می دهد تا دیدن را ممکن بکند.