Panangkita iti Di Makita—Ti Siensia iti “Optics”
MAYSA a makaay-ayo a bubuyaen, ti narangrang nga ilelennek ti init, maysa a napintas a sabong—nagpipintas a mabuya a pagrag-oan ti makakita. Nupay ditay unay ikankano ti saklawen ti panagkita, maragsakantayo ta makakitatayo.
Nakaskasdaaw a kas ti mata, ti makitatayo no ditay agusar kadagiti mangtulong iti panagkita ket bassit laeng a paset daydiay intay pay koma makita. Babaen iti panangusartay kadagiti optical nga alikamen—manipud iti simple a magnifying glass agingga kadagiti teleskopio, mikroskopio, naisangsangayan a kamera, spectroscopes, ken dadduma pay—ti siensia dagiti optics, a maaw-awagan a panagadal iti lawag, pinalawana unay ti pannakaammotay iti bagbagitayo ken ti lubong iti aglikmuttayo.
Nupay pagaammoyon ti sumagmamano kadagitoy optical nga instrumento, ammoyo kadi no kasanot’ panagkurrida? Apay, kas pangarigan, a ti magnifying glass mangpadakkel? Aniat’ mangipalubos iti maysa nga instrumento a mangipakita iti lubong dagiti mikroorganismo ken ti sabali ipakitana ti naglawaan a law-ang ti uniberso? Nagbalin a makapainteres a tay-ak ti panagadal ti siensia dagiti optics iti nabayag a tiempon.
Pamunganayan nga Elemento
Pinadasyo kadin nga inusar ti bassit a magnifying glass tapno abutanna ti papel babaen ti panangiturong iti silnag ti init iti dayta? Ik-ikutanyo ti maysa nga optical nga instrumento a kasisimplean—ti lente. Dayta bassit a silnag iti papel isu ti ladawan iti init a pinataud ti simple a lente a petpetpetanyo. Ti pannakaipamaysa ti amin nga enerhia ti silnag ti init iti maysa a bassit a tulnek ti nangpapudot iti dayta tapno puoranna ti papel.
Ti sabali pay a lente a pagaammo dagiti adu isu daydiay adda iti parupa ti kamera. Mabalin nga ammoyo nga ipukosna ti lawag manipud iti maysa a banag tapno mangbukel iti ladawan idiay film agpaay iti ladawan a maala. Kinapudnona, kasta ti ar-aramiden ti lente. Pagkaykaysaenna ti lawag tapno pataudenna ti umiso a kadakkel ken kalawag ti ladawan tapno maobserbaran wenno mapagadalan. Ngem kasano a ti lawag ket baw-ingen ti lente ket pagmaymaysaennanto manen, wenno ipukosnanto manen? Ti sungbat agpannuray iti karkarna nga optical a kinapudno a maaw-awagan iti refraction.
No isawsawyo ti ruting iti danum, aniat’ makitayo? Saan kadi nga agparang a kasla natukkol ti paset a naipalned iti danum? Daytoy masansan ngem nakaskasdaaw a pasamak iyilustrarna a no ti silnag ti lawag lumasat iti maysa a medium nga agturong iti sabali, kas manipud iti danum nga agturong iti angin, di agdiretso daytoy; naibaw-ing daytoy malaksid no lasatenna ti pagbeddengan a pakurus (perpendicularly). Aw-awagan daytoy dagiti sientista a refraction. Ti kasaknap iti pannakaibaw-ing ti lawag agpannuray iti lasatenna—angin, danum, lana, sarming, ken dadduma pay—ken ti anggulo iti puntiria (angle of incidence), a daytat’ anggulo a nagbaetan ti raya ti lawag ken ti agpababa a linya (vertical) idiay pagserkan ti lawag.
Kitaenyo manen ti lente ti kamera. Madlawyo a ti rabaw ti lente ket saan a daplat no di ket bakkug kas ti rabaw ti maysa a bola, wenno convex. Panunotenyo a ti silnag ti lawag nga agturong iti dayta ket naggapu iti adayu. Iti tengnga, ti lawag ket pakurus iti rabaw ti lente; daytat’ aglasat a diretso nga awan ti aniaman a panagbaw-ing. Ti anggulo iti puntiria ket dumakkel bayat nga agpaigid iti lente. Daytoy kaipapananna a ti refraction a patauden ti lente ket dakdakkel met bayat nga umadayu iti tengnga a paglaslasatan ti lawag. Gapu iti daytoy, amin a raya nga agtaud iti maymaysa a sikigan ti nasayaat pannakasukogna a lente agkaykaysada, wenno maipukosda, iti sabali a sikigan tapno mangporma iti ladawan.
Panangdisenio iti Optical a Sistema
Ti mangparikut kadagiti bambanag, nupay kasta, ti lawag nga addaan nadumaduma a maris, wenno kaatiddog ti allon, ket maibaw-ing iti nadumaduma a kaatiddog. Daytoy ti gapu no apay a ti prism iwarasna ti adu a maris ti silnag ti lawag ti init, a mangbukel iti bulalayaw. Daytoy ti mapaspasamak iti simple a lente; kaaduanna saan a nalawag ti ladawan.
Mapagballigian daytoy a problema babaen iti naannad a panangdisenio. Ammo dagiti sientista, kas pangarigan, a ti kemikal a linaon ti sarming a nausar iti lente baliwanna ti kabaelanna a mangibaw-ing. Babaen ti panangpataud iti sistema dagiti lente a naaramid iti nadumaduma a kita ti sarming ken addaan nadumaduma a pannakabakkug, ti diseniador pabassitenna ti di nasayaat a pannakaipukos ti lawag ken ti di nalawag a ladawan.
Ti panangdisenio iti kasta a sistema, nupay kasta, ket narigat. Ramanenna ti adu a tattao a mangaramid ti adu a panangkuenta iti adu a lawas ken bulbulan tapno makapataud iti disenio. Itatta, maus-usaren dagiti kompiuter a mangkuenta kadagiti amin a mabalin a panagbaliw iti anggulo dagiti raya ti lawag, ti distansia iti nagbabaetan dagiti lente, ti panagbakkug iti tunggal lente, ken adu pay a dadduma a banag. Ti kompiuter ket nakaprograma a mangpili ti kumbinasion nga agresulta iti kasasayaatan a sistema.
Ti nasayaat a lente ti kamera addaan manipud uppat agingga iti pito wenno ad-adu pay, nga indibidual a paset, a ti rabawna umiso unay iti sumagmamano a kakasangapulo a ribu iti maysa a milimetro. Tunggal paset maikabil nga apag-isu a mainaig kadagiti dadduma. Tapno makakayaw iti adu a lawag, ti diametro ti tunggal paset masapul a maitutop ti kadakkelna. Amin dagitoy a banag ket narigat nga aramiden, ket daytoy ti mangilawlawag no apay a ti precision camera ket nangina. Kas pangarigan, maysa kadagiti kamera a nausar iti space shuttle mabalin a mangretrato kadagiti detalye ditoy daga 10 metros ti kalawana manipud 240 kilometros idiay law-ang. Daytoy a kamera addaan iti lente nga addaan walo a paspaset, ket aggatad daytoy iti siam a milion a doliar!
Panangkita iti Di Makita
Panunotenyo no ania ti ramanen ti panangdisenio, panangpataud, ken panangpadas ti optical a sistema agpaay iti teleskopio a mangipalubos kadatayo a mangkita ti naglawaan, nakaskasdaaw nga uniberso. Dagiti adayu a bitbituen ket nagkudrepda a kaaduan kadakuadan ket di makita ti mata. Mangurnong ti teleskopio iti lawag manipud kadagitoy adayu a bitbituen, ipukosna iti maymaysa a lugar, ket maporma iti makita a ladawan.
Mangus-usar iti concave a sarming dagiti kaaduan nga optical a teleskopio tapno mangurnong kadagiti nakudrep a raya ti lawag. Ti pagaammo a Hale telescope idiay bantay Palomar, kas pangarigan, addaan iti sarming a 5 metros ti diametrona ket makitana ti kaadayu a sumagmamano a ribu a milion a light-years. Nakaskasdaaw, ti Hale telescope inatiwen ti adda idiay tuktok ti Mauna Kea iti Hawaii. Daytoy a teleskopio addaan iti 10 metros a sarming—a mamimpat a beses ti kapasidadna a mangurnong iti lawag ngem ti teleskopio idiay Palomar. Napigsa unay daytoy, kinapudnona, “palubosanna ti maysa a makakita iti lawag ti maysa a kandila manipud iti distansia iti bulan,” kinuna ni Howard Keck, presidente ti institusion a nangidonar iti 70 milion a doliar tapno suportaran ti proyekto.
Iti kallabes, minatmatan dagiti astronomo ti naiduma a klase a teleskopio: ti $1,600,000,000 HST (Hubble Space Telescope). Babaen iti panangitayab ti space shuttle, likmutenna ti daga iti pagrikusan a 500 kilometro idiay law-ang. Awan panangsinga ti atmospera ti daga, makakita a nalaing, nga iti teoria, ti kapigsana ket “katupag ti panangilasin iti kannigid ken kannawan a headlights ti kotse manipud iti distansia a 4,000 kilometro,” kunaen ti magasin nga Sky & Telescope. Tapno magun-odan ti kastoy a kinaumiso ti panangilasin, ti rabaw ti di unay nangina a 2.4 metros a sarming masapul nga umiso iti kakalima gasut a ribu iti maysa a milimetro. Iti dakkel a pannakaupay ti tunggal maysa, nupay kasta, ti damo a ladladawan nga impakita ti HST manipud law-ang ket nalidem, nalawag a resulta ti depekto ti pannakaaramidna. “Maysa a paset ti sentitiko a film a kas kadakkel ti darat,” kunaen ti report idiay New Scientist, “natinnag manipud ti maysa a pangrukod nga alikamen idi madama nga ar-aramidenda ti kangrunaan a sarming ti teleskopio nga umuna a mangawat iti lawag manipud iti puntiria. Kas resultana napadaplat unay ti sarming.” Nalawag nga, uray ti kasayaatan a teknolohia mabalin nga agbiddut!
Manipud panagkita iti adayu babaen iti teleskopio, bumawingtay a mangkita iti asideg babaen iti mikroskopio. Dagiti immuna a mikroskopio ket maipadis laeng iti magnifying glass. Idi maika-17 a siglo, nausar dagiti compound microscope, a sadiay ti ladawan patauden ti maysa a lente ket padakkelen pay ti sabali a lente. Ti umuna a lente ket gagangay a maawagan objective agsipud ta direkta a naiturong iti puntiria a kitaen, ket ti maikadua a lente, isu ti eyepiece.
Tapno agkurri ti mikroskopio, masapul a makagun-od iti adu a raya ti lawag manipud iti bassit a puntiria. Tapno maaramid daytoy, ti objective a lente ket nasukog kas kagudua ti bola, umarngi iti kallugong ti uong. Nupay maysa laeng a milimetro wenno ak-akikid pay ti diametrona, ti rabawna masapul nga umiso iti kakasangaribu iti milimetro.
Makapainteres, ti abilidadna a mangkita kadagiti babassit a bambanag saan unay nga agpannuray iti instrumento no di iti lawag a mausar tapno malawagan ti puntiria. No basbassit ti puntiria a kitaen, ab-ababa met ti allon ti lawag a kasapulan. Dagiti optical a mikroskopio mangusarda iti makita a lawag, ket daytoy ti manglapped kadakuada a mangkita kadagiti bambanag a basbassit ngem ti kakasangapulo a ribu ti maysa a milimetro. Dagiti immuna a mikroskopio ti mamagbalin kadagiti sientista a mangdiskubre a dagiti mula buklen dagiti di mabilang a selula—maysa a panangipalgak. Itatta, mabalinen a makita dagiti estudiante ti biolohia ti lubong ti bakteria ken selula ti dara babaen kadagiti mikroskopioda iti siled ti pagadalan.
Tapno kitaen pay dagiti babbabassit a banag, addaantayo iti electron microscope. Kas ipamatmat ti naganna, imbes a ti makita a lawag, dagiti nakabilbileg nga electron ket naiturong kadagiti babassit a banag nga agrukod pay iti kakasangamilion iti maysa a milimetro. Daytoy ipakitana dagiti mikrobio ken dagiti dadakkel a molekula.
Ti ngay sangal ti atomo wenno ti sentrona? Tapno makitatay dagitoy a bambanag, masapul a “buraken” dagiti sientista ti maysa nga atomo ken mangusarda kadagiti kompiuter a mangsangal iti ladawan ti nagbanaganna. Gapuna, nalawag, ti kadadakkelan ken kapipigsaan a “mikroskopio” ket dagiti particle accelerators—cyclotrons, synchrotons, ken dadduma pay—ti kadakkel dagiti dadduma ket agrukod iti kilometros. Dagitoy nga instrumento ti nangipalubos kadagiti sientista a mangbuya iti sekreto dagiti puersa a mangtengtengngel ti uniberso.
Ti Pagsidsiddaawan ti Panagkita
No idilig kadagitoy komplikado nga instrumento, ti mata ti tao, mabalin a panunoten ti maysa, pudno a kadaanan. Simple, mabalin; kadaanan, nikaanoman! Awan ti problema ti mata kadagiti nadumaduma a maris ti lawag. Ti automatiko a sistema ti panangipukos ket napartak ken makabael. Makakita iti tallo a dimension. Masagapna ti minilion a kita ti nakabingayan ti lawag ken kolor. Mabalinna ti mangpataud ken mangirekord ti baro a ladawan iti tunggal apagkapullo ti maysa a segundo. Agpatpatuloy ti listaan. Anian a naisangsangayan nga aramid—ti mata ti tao!
Anian a panagyamantayo iti abilidadtay a makakita—adda man wenno awan tulong dagiti optical nga alikamen! Ti narang-ay a pannakaammo kadagiti dadakkel ken babassit a bambanag, makita ken di makita, mangipaayda kadagiti makita a gunggona. Ngem kangrunaanna, ti nakaskasdaaw a sagut ti panagkita, agraman ti naammuan manipud ti siensia ti optics, ti rebbeng a mangtulong kadatayo a makakita ti sirib ken ayat daydiay nangipaay kadagitoy a bambanag, ti Namarsua, ni Jehova a Dios.—Salmo 148; Proverbio 20:12.
[Dagiti Ladawan iti panid 23]
Ti nakaskasdaaw nga Orion nebula, 1,300 lightyears ti kaadayuna
[Credit Line]
Ladawan ti NASA
Bassit a ladawan: Maysa kadagiti teleskopio idiay Kit Peak National Observatory, Arizona, E.U.A.
[Dagiti Ladawan iti panid 24]
Ngato: Ti puon ti maymaysa a siksik iti payak ti simotsimot, napadakkel babaen iti electron microscope
Baba a makannigid: Babaen ti panangpadakkel iti 40,000 a beses, ad-adu pay a detalye ti makita, a mangiyilustrar ti narikut a disenio nga adda iti pannakaaramid dagiti amin a sibibiag a bambanag.
[Credit Line]
Ngato ken baba a kannigid: Ladawan iti Ruar
Baba makannawan: Ti immuna a compound microscope ni Hooke manipud “Micrographia” ni Robert Hooke, 1665
[Credit Line]
Historical Pictures Service