جواب در میان تارنماها صفحه 42 درس 2 شیمی دوازدهم (آسایش و رفاه در سایه شیمی)

سیر تحول فناوری فلاش در عکاسی، داستان گذر از واکنش‌های شیمیایی خطرناک و پردود به سمت کنترل دقیق تخلیه انرژی الکتریکی است. جریان الکتریکی محوری‌ترین نقش را در تبدیل فلاش از یک ابزار خطرناک و یک‌بارمصرف به سیستم‌های هوشمند و مدرن امروزی ایفا کرده است.

نمونه‌ای از فلاش‌های یک‌بارمصرف با بازتابنده فلزی.

سیر تاریخی تحول فلاش عکاسی

عصر پودر و نوارهای منیزیم (اشتعال شیمیایی)

دهه ۱۸۶۰ تا ۱۹۲۰

در اوایل تاریخ عکاسی، عکاسان از سوختن فلز منیزیم برای تولید نور شدید استفاده می‌کردند. منیزیم با اکسیژن هوا واکنش می‌داد و نور سفید درخشانی تولید می‌کرد.

• روش کار: پودر منیزیم (معمولاً مخلوط با اکسیدکننده‌هایی مانند کلرات پتاسیم) روی یک سینی قرار می‌گرفت و با جرقه یا آتش دستی شعله‌ور می‌شد.

• معایب: تولید دود شدید، بوی زننده، خطرات جانی، احتمال انفجار و عدم امکان همگام‌سازی دقیق با شاتر دوربین.

اختراع لامپ فلاش یک‌بارمصرف (Flashbulb)

دهه ۱۹۲۰ تا ۱۹۴۰

با اختراع لامپ فلاش توسط پاول ویرکوتر، رشته‌های نازک آلومینیوم یا منیزیم درون یک حباب شیشه‌ای پر از اکسیژن قرار گرفتند.

• مکانیزم: سوختن فلز همچنان شیمیایی بود، اما این بار درون محیط محصور شیشه رخ می‌داد.

• نقش جریان الکتریکی: جریان الکتریکی حاصل از یک باتری کوچک از یک فیلامان تنگستنی نازک داخل حباب می‌گذشت. سرخ شدن فیلامان باعث اشتعال رشته‌های فلزی می‌شد. این نخستین گام در کنترل الکتریکی زمان شروع نوردهی بود.

ظهور فلاش الکترونیکی و لوله گزنون (Electronic Flash)

دهه ۱۹۳۰ تا ۱۹۵۰

هارولد ادجرتون در دانشگاه MIT با به‌کارگیری فیزیک پلاسما و جریان الکتریکی ولتاژ بالا، فلاش‌های الکترونیکی چندبارمصرف را ابداع کرد.

• مکانیزم: دیگر خبری از سوختن فلز نبود؛ بلکه گاز بی‌خطر گزنون (Xenon) درون یک لوله شیشه‌ای تحت فشار قرار می‌گرفت.

• نقش جریان الکتریکی: یک خازن، انرژی الکتریکی را ذخیره کرده و ناگهان ولتاژی چند هزار ولتی به دو سر لوله اعمال می‌کرد. این ولتاژ باعث یونیزه شدن گاز گزنون و ایجاد جریان الکترونی شدید (پلاسما) می‌شد که نوری بسیار درخشان در کسری از ثانیه (حدود $1/1000$ ثانیه) تولید می‌کرد.

فلاش‌های مدرن، سیستم‌های TTL و LEDها

دهه ۱۹۷۰ تاکنون

با پیشرفت الکترونیک پایه و نیمه‌هادی‌ها، فلاش‌های عکاسی به ابزارهای هوشمند تبدیل شدند.

• فلاش‌های استودیویی و اکسترنال: استفاده از مدارهای قطع خودکار (Thyristor) که بر اساس سنجش نور بازتابی از سوژه (Through-The-Lens یا TTL)، جریان الکتریکی تخلیه‌شونده در لوله گزنون را قطع می‌کنند.

• فلاش‌های LED: در گوشی‌های هوشمند و نورپردازی‌های پیوسته عکاسی، دیودهای نورافشان (LED) با عبور مستقیم جریان الکتریکی از نیمه‌هادی، نوری پایدار، کم‌مصرف و بدون تولید حرارت زیاد ایجاد می‌کنند.

لوله فلاش الکترونیکی تخلیه گاز گزنون.

نقش کلیدی جریان الکتریکی در نوآوری‌های فلاش عکاسی

جریان الکتریکی از سه طریق عکاسی را دگرگون کرد:

1. همگام‌سازی (Synchronization) با شاتر: پیش از ورود جریان الکتریکی، هماهنگ کردن لحظه باز شدن شاتر دوربین با لحظه اوج نوردهی فلاش غیرممکن بود. با استفاده از مدارهای الکتریکی، شاتر دوربین در لحظه باز شدن، یک کلید الکتریکی را می‌بندد و فلاش دقیقاً در همان میلی‌ثانیه تخلیه می‌شود.

2. کنترل زمان و شدت نور: جریان الکتریکی این امکان را فراهم کرد که زمان نوردهی از چند ثانیه در پودرهای قدیمی به یک‌میلیونیم ثانیه در فلاش‌های الکترونیکی کاهش یابد. این امر ثبت تصاویر از سوژه‌های بسیار سریع (مانند قطره آب یا گلوله در حال حرکت) را ممکن ساخت.

3. ایمنی و قابلیتی بی‌نهایت‌بار مصرف: جایگزینی واکنش‌های احتراقی خطرساز با جریان تخلیه الکتریکی در گازهای نجیب، خطرات جانی و دودی ناشی از عکاسی را کاملاً از بین برد و امکان هزاران بار استفاده از یک فلاش را فراهم کرد.