البروتونات والنسخ الفوتوغرافية

أعرف أن البعض سيراها مغالاة أن نطلق على آلة التصوير اسم معجزة، أما الذين تعاملوا مع آلة تصوير المستندات، فيكون مصطلح معجزة غير معبر على الإطلاق. وتنتمي آلات التصوير إلى عصر المعلومات تمامًا مثل الحاسوب والهواتف الخلوية التي تعمل عن طريق الأقمار الصناعية، فمع التقدم في وسائل الرفاهية والبرمجة الخاصة بآلات تصوير العصر الحديث وأيضًا المزايا التي تتيح للمرء نسخ وترتيب النسخ المصورة وتكديسها وتجليد الورق بسلك وتدبيسه بالدبابيس المعدنية وتخريمه، فإن التكنولوجيا التي تكمن وراء ذلك لهي غاية في الدقة. والمبدأ الرئيسي الذي تقوم عليه عملية التصوير هو التجاذب الإستاتيكي للشحنات، وتعتبر أجزاء ماكينة التصوير مألوفة لكل من استخدم هذه الآلة لأي مدى، لأن كل من استخدم هذه الماكينة تعرض يومًا ما لمشكلة انحشار الأوراق وتعين عليه أن يفتح الماكينة من أجل إزالة الورق المحشور، وإذا كنت بطريقة ما لم تتعرض لهذه الخبرة، فاذهب ببساطة إلى أحد الماكينات وافتحها لتتعايش مع أجزاء عملها الداخلية: نجد داخل تلف حول محور ثابت، ومصدرًا Drum آلة التصوير أسطوانة تُسمى الدرام ،Toner ضوئيٍّا متحركًا، وحبيبات دقيقة من بودرة سوداء هي حبر مجفف ومصدر تسخين، ونظامًا محكمًا للبكرات. أول خطوة في عملية النسخ هي اكتساب الأسطوانة لشحنة إلكتروستاتيكية متساوية وموزعة، وتزيد الطريقة المستخدمة في ذلك في براعتها قليلًا عن تلك التي للملعقة لكي تكتسب شحناتها الكهروستاتيكية في تجربة الساحرة والماء، لكن الفارق في الروعة بين الطريقتين هو فارق طفيف، فعن طريق هذه الشحنات الكهروستاتيكية ، تستطيع الأسطوانة أن تجذب مسحوق الحبر، تمامًا مثلما جذبت الملعقة الماء في تجربة الساحرة والماء، لكن إذا كانت هذه هي آخر خطوة، عندئذ ستكون الورقة الناتجة ورقة سوداء تمامًا، وهو ما لا نرغب فيه بالطبع، ولإتمام عملية التصوير يمر ضوء ساطع جدٍّا وقوي تحت الورقة لكي تُصور. ويستخدم الضوء لأنه يتفاعل مع المادة بطريقة مستمرة كما سنرى، ففيلم الكاميرا يتفاعل مع الضوء ليُكَوِّن الصورة، وتسجل أجهزة الاستشعار الرقمية مستويات الضوء في الكاميرا الرقمية، ويكتشف المجس الضوئي وجود شخص في شعاع الضوء فيسمح للباب بأن ينفتح، ويُمتص الضوء عندما يصطدم بجزء مظلم من الورقة، لكن عندما يصطدم بجزء أبيض من الورقة ينعكس الضوء على الأسطوانة، والمادة المبطنة للأسطوانة مادة موصلة للضوء بمعنى أن الضوء سيجعل المادة الداخلية تطرد إلكترونًا، وكلما طُرِدَ إلكترون من داخل الأسطوانة تعادل مع الشحنة الإستاتيكية الموجودة على سطح الأسطوانة في هذه البقعة فحسب، ويتزامن دوران الأسطوانة مع حركة الضوء تحت الورقة، من ثم تنتقل الصورة المسطحة إلى السطح المنحني للأسطوانة. وتقذف الأسطوانة المعرضة للضوء بالحبر بعد ذلك، فينجذب لأجزاء الأسطوانة التي لا تزال مشحونة، عندئذ تمرر قطعة من الورق ذات شحنة إستاتيكية فوق سطح الأسطوانة فتجذب الحبر بعيدًا عن الاسطوانة، وتُسخن الورقة ليثبت الحبر عليها، فنحصل على صورة من الورقة. وإذا كان المبدأ وراء فكرة آلة تصوير الورق — وهو انجذاب المواد إلى الشحنات الإستاتيكية — مبدأً أساسيٍّا ومفهومًا جيدًا، فلماذا إذن استغرق كل هذا الوقت لإنتاج آلة تصوير مستندات عملية؟ الإجابة هي نفس الإجابة التي تصاحب مثل تلك النوعية من المخترعات وهي أن المفهوم الأساسي موجود منذ وقت طويل قبل وجود المواد اللازمة لتنفيذ الفكرة. فعلم المواد هو فرع من فروع المعرفة قائم بذاته، ويرجع ذلك إلى الوجود الفعلي لعدد لا نهائي من الخواص المتنوعة للعناصر وللمواد المشتقة من هذه العناصر. فعلى سبيل المثال، فكر في التنوع الذي يظهره سلوك عنصري الألمنيوم والنحاس )كلاهما يستخدم في الأسلاك الكهربائية(، ومسامير الصلب والمسامير المطلية بالخارصين)كلاهما يُطرق من على الرأس) وسنعرض في الفصل التالي الاختلافات على المائدة وهي الجدول الدوري للعناصر.