هل تساءلت يومًا: كيف تعمل كاميرات الأشعة فوق البنفسجية؟ ربما لم تسمع بهذه التقنية من قبل وترغب في معرفة المزيد.
– ما هي كاميرا الأشعة فوق البنفسجية؟
باختصار: كاميرا الأشعة فوق البنفسجية هي عبارة عن جهاز مصمم خصيصًا لتسجيل الصور في الجزء فوق البنفسجي من الطيف الكهرومغناطيسي. هذا الجزء من الطيف الكهرومغناطيسي غير مرئي لأعيننا؛ لذلك يتم تحويل أي عروض للصور الملتقطة رقميًا إلى ألوان يمكننا رؤيتها.
وعادة ما يُستخدم هذا التصوير المتخصص لعدد من الأغراض العلمية أو الطبية أو الفنية، ويمكن أن تكشف صور الأشعة فوق البنفسجية أيضًا عن تدهور الأعمال الفنية أو الهياكل التي لا يمكن ملاحظتها باستخدام الضوء المرئي. ويُعد التصوير بالأشعة فوق البنفسجية مفيدًا بشكل خاص في المواقع الأثرية؛ حيث يمكن أن يكشف عن القطع الأثرية أو أنماط حركة المرور غير الواضحة.
ويمكن أيضًا استخدام كاميرات الأشعة فوق البنفسجية كأجهزة طبية تشخيصية؛ للتحقق من أشياء مثل اضطرابات الجلد أو للبحث عن دليل على الإصابة. تُستخدم هذه التقنية أيضًا بشكل شائع في علوم الطب الشرعي، وتم قبولها كدليل في المحكمة منذ الثلاثينيات.
وعلى غرار تطبيقات التشخيص الطبي، يمكن استخدام الأشعة فوق البنفسجية للكشف عن الكدمات والندبات وغيرها من أدلة الشفاء على جلد الشخص التي قد لا تكون واضحة تحت الضوء المرئي. يمكن أيضًا استخدام هذه التقنية الجديدة لتصوير أدلة على بعض سوائل الجسم، مثل السائل المنوي واللعاب والبول على أسطح مختلفة.
ومن المثير للاهتمام أنه تم الإعلان مؤخرًا عن تطوير أسرع كاميرا للأشعة فوق البنفسجية بالعالم في المعهد الوطني للبحوث العلمية (INRS) في كندا. هذا الجهاز قادر على تسجيل فوتونات الأشعة فوق البنفسجية في الوقت الحقيقي، ويُطلق عليه (UV-CUP)، وهو يستخدم تقنية تسمى التصوير فائق السرعة المضغوط (CUP)، لا يمكنها التقاط الصور بسرعة فحسب، بل توفر أيضًا دقة لا مثيل لها بنقرة واحدة فقط.
وبفضل الابتكارات في كل من الأجهزة والبرامج، تتمتع UV-CUP بسرعة تصوير تبلغ 0.5 تريليون إطار في الثانية، وتنتج مقاطع فيديو مع 1500 إطار بتنسيق كبير. ليس هذا فقط، ولكن يتم أولًا ضغط المعلومات المكانية والزمانية في صورة، ثم باستخدام خوارزمية إعادة البناء، يتم تحويلها إلى فيديو.
واقتصرت هذه التقنية في الأصل على الأطوال الموجية المرئية والقريبة من الأشعة تحت الحمراء فقط.
– كيف تعمل كاميرا الأشعة فوق البنفسجية؟
إن كاميرات الأشعة فوق البنفسجية قادرة على التقاط الصور باستخدام إشعاع كهرومغناطيسي خارج الطيف المرئي للضوء؛ أي جزء الأشعة فوق البنفسجية منه. ويميل هذا إلى أن يكون بين أطوال موجية من 320 إلى 400 نانومتر.
ويتراوح الضوء المرئي من حوالي 380 نانومتر (بنفسجي) إلى حوالي 750 نانومتر (أحمر)، وعادة يمكن للعين البشرية أن تدرك نطاقات تتراوح بين 380 و700/720 نانومتر؛ لذلك نطلق عليه “الضوء المرئي”.
وهناك عدة طرق لتكييف الكاميرا حتى تكون قادرة على معالجة الصور فوق البنفسجية؛ هناك عدة طرق للقيام بذلك.
كاميرات الأشعة فوق البنفسجية طيف EM أولها يتعلق بالكاميرات التناظرية أو الكلاسيكية من نوع الأفلام. هنا، يمكن استخدام مرشحات خاصة للسماح للأشعة فوق البنفسجية بكشف فيلم الكاميرا. طالما أن عدسات الكاميرا غير مغلفة للحماية من الأشعة فوق البنفسجية.
أما الكاميرات الرقمية فلها قصة مختلفة، فلكي تتمكن الكاميرات الرقمية من معالجة ضوء الأشعة فوق البنفسجية، تحتاج أولًا إلى التحويل، وتتطلب هذه التقنية، التي يطلق عليها “تحويل الطيف الكامل”، استبدال مرشح الأشعة تحت الحمراء للكاميرا الرقمية بزجاج شفاف. هذه التقنية مفيدة جدًا للعديد من مجالات التصوير، بما في ذلك التصوير الفلكي، وكذلك تحسين النطاق اللوني في التصوير الفوتوغرافي بالأبيض والأسود.
عند التقاط الصور باستخدام ضوء الأشعة فوق البنفسجية، هناك طريقتان رئيسيتان للقيام بذلك:
1) التصوير المنعكس بالأشعة فوق البنفسجية.
2) الأشعة فوق البنفسجية المستحثة.
وينطوي التصوير بالأشعة فوق البنفسجية المنعكسة على إضاءة الهدف مباشرة بمصابيح انبعاث ( UC )، أو باستخدام ضوء الشمس الطبيعي القوي، وعادةً ما يتم وضع مرشح إرسال خاص أمام عدسة الكاميرا؛ ما يسمح بمرور ضوء الأشعة فوق البنفسجية أثناء امتصاصه أو حجبه المرئي والأشعة تحت الحمراء.
وتتضمن بعض الكاميرات الشائعة المستخدمة لهذه التقنية، على سبيل المثال لا الحصر: Nikon D70 DLSR وكاميرا Nikon D40 DLSR وFujifilm FinePix IS Pro DSLR. يمكن للاثنتين الأولين أداء هذه الوظيفة بدون تعديل، بينما تتطلب الأخيرة إزالة مرشحات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء الداخلية أولًا (تُسمى تحويل الطيف الكامل).
يستخدم التصوير الفوتوغرافي الفلوري المستحث بالأشعة فوق البنفسجية نفس إضاءة UB مثل التصوير الفوتوغرافي للأشعة فوق البنفسجية، باستثناء أنه يتم تطبيق مرشح حاجز زجاجي عادةً على العدسة لامتصاص أو منع الضوء فوق البنفسجي؛ لتمكين الإشعاع المرئي من المرور.
ويتم إنشاء الصور عند امتصاص الضوء فوق البنفسجي، وفقد بعض الطاقة، ويعاد انبعاثه (ينعكس) كأطوال موجية أقل للطاقة من الضوء المرئي.
– كيف تلتقط صور الأشعة فوق البنفسجية؟
على الرغم من أن الأمر قد يبدو معقدًا، إلا أن التقاط صور الأشعة فوق البنفسجية هو أمر بسيط جدًا في الواقع. أنت فقط بحاجة إلى المجموعة الصحيحة، كما ذكرنا سابقًا.
أول شيء يجب أن تقرره هو ما إذا كنت ستستخدم الكاميرات التناظرية أم الرقمية. كلاهما له إيجابيات وسلبيات ولكنهما يتطلبان إعدادات كاميرا مختلفة لتحقيق النتائج النهائية.
تمكّنك الكاميرات الرقمية، على سبيل المثال، من استخدام (Live View) لتكوين اللقطة وتأطيرها قبل التقاط الصورة. يمكن أن تساعد أيضًا في تسهيل التركيز وتمنعك من إتلاف عينيك، ولكن احذر من استخدام عدسة الكاميرا مع مرشح تمرير الأشعة فوق البنفسجية.
وبالنسبة للكاميرات التناظرية، يجب التقاط صور الأشعة فوق البنفسجية بشكل مختلف قليلًا؛ أولًا: ستحتاج إلى تكوين اللقطة وتركيزها بدون مرشح، ثم إعادة وضع الفلتر مرة أخرى عند إعداد اللقطة.
يُنصح أيضًا باستخدام التركيز اليدوي عند التقاط صور بالأشعة فوق البنفسجية باستخدام كاميرا تمثيلية؛ إذ سيمنع ذلك الحاجة إلى إعادة التركيز عند تركيب العدسة.
ويُعد توازن اللون الأبيض أحد أهم الاعتبارات في التصوير الفوتوغرافي بالأشعة فوق البنفسجية. يجب أن تكون اللقطة الأولى خامًا حتى يتمكن المصور من استعادة التفاصيل واللون إذا لزم الأمر.
ويوصي معظم مصوري الأشعة فوق البنفسجية أيضًا باستخدام بطاقة رمادية لضمان توازن اللون الأبيض الصحيح، وسيؤدي ذلك إلى إيقاف أو تقليل أي أشكال لونية تظهر في مشهد التصوير بالأشعة فوق البنفسجية.
عندما يتعلق الأمر بمصادر الضوء، عادة ما يكون ضوء الشمس الطبيعي أكثر من كافٍ كمصدر للأشعة فوق البنفسجية. ومع ذلك، يمكن للزجاج، إلى حد ما، تصفية الأشعة فوق البنفسجية.
“تسلا” تصنع البطارية الأكبر حجمًا بالعالم لتخزين الطاقة الشمسية
المصدر:
Interestingengineering: What UV Cameras Are and How They Work