books simple inventions in science

لا تحتاج الاختراعات التي غيرّت العالم إلى أكثر من عقل مبدع، يمكنه الاستفادة من الموارد المتاحة في الطّبيعة واستغلالها بذكاء، وبصرف النّظر عن تلك الاختراعات المعقدة يمكن ببساطة تنفيذ الكثير من الأفكار البسيطة باستخدام بعض المواد المتوفرّة، وسيُكتفى في هذا المقال باستعراض نموذجين من الاختراعات البسيطة، الحبر السّري، والفرن الذي يعمل على الطّاقة الشمسيّة.

الحبر السّري

الكتابة بالحبر السّري طريقة لطيفة لكتابة رسائل خفيّة ليس من السّهل الكشف عنها، قبل ظهور الحبر، وللزيادة بالتّمويه يمكن كتابة رسالة بحبر عادي فوق الرّسالة المكتوبة بالحبر السّري. ولصنع الحبر السّري يمكن اتباع الخطوات الآتيّة:

• توفير المواد اللازمة لصنع الحبر السّري وهي:
  • صودا الخبز.
  • ورقة.
  • ماء.
  • مصدر للحرارة
  • فرشاة تلوين، أو عود أسنان.
  • كوب.
  • عصير العنب (اختياري).
• إضافة ماء إلى كمية مساوية له من صودا الخبز (أو نصف الكمية من صودا الخبز للحصول على محلول مخفف).
• غمس فرشاة التّلوين، أو عود الأسنان بالمزيج، ثم استخدامه للكتابة على ورقة.
• ترك الحبر حتى يجف.
• استخدام مصدر للحرارة مثل المصباح الكهربائي، أو المكوى لإظهار الحبر بلون بني.
• يمكن استخدام عصير العنب الأرجواني لإظهار الحبر، وذلك لأنّ عصير العنّب يتفاعل مع المادة القلويّة التي توجد في صودا الخبز وهي بيكربونات الصّوديوم ويحوّله إلى لون مختلف، ويجب في هذه الحال استخدام مصدر حرارة منخفض؛ لئلا تحترق الورقة.

مبدأ عمل الحبر السّري هو أنّ استخدام محلول الصّودا للكتابة على الورقة يُتلف ألياف السّليلوز على حافة الكلمات، وعند تعريض الورقة للحرارة تحترق الأجزاء التّالفة من الألياف ويصبح لونها داكناََ قبل الأجزاء السّليمة من الورقة فتظهر الكتابة السريّة.

فرن يعمل على الطاقة الشمسيّة

يمكن استخدام الفرن الذي يعمل على الطاقة الشمسيّة لصنع خبز التّوست المحمّص بالزبدة، أو لطهي النقانق، أو تسخين الطّعام، ويمكن تنفيذ هذا المشروع باتباع الخطوات الآتيّة:

• توفير المواد اللازمة للمشروع وهي:
  • صندوق من الكرتون شبيه بعلب البيتزا.
  • مشرط، أو مقص.
  • ورق ألمنيوم.
  • شريط لاصق شفاف
  • البلاستيك الخاص بالتغليف.
  • ورق سكر أسود اللون (ورق التّصاميم الإنشائيّة المستخدم في تزيين المخبوزات).
  • ورق جرائد.
  • مسطرة أو ملعقة خشبيّة.
  • ميزان حرارة.
• قص غطاء الصّندوق الكرتوني لعمل باب يفتح للأعلى، وذلك بقص ثلاثة جوانب من غطاء الصّندوق، وثني الجهة الرّابعة للخارج بحيث يمكن فتح وإغلاق الباب، مع مراعاة ترك ما يقرُب من 2.5 سنتيمتر بين الباب وحواف الغطاء.
• تغليف باب الصّندوق من الدّاخل بورق الألمنيوم بحيث يعكس أشعة الشّمس، وتثبيت ورق الألمنيوم بالشّريط اللاصق.
• تغليف فتحة الباب (الفتحة النّاتجة عن قص الباب) في غطاء الصّندوق بطبقة مزدوجة من بلاستيك التّغليف الشّفاف وتثبيته بإحكام لعزل الهواء داخل الصّندوق.
• وضع ورق السّكر الأسود في قاع الصّندوق لأنّ اللّون الأسود يساعد على امتصاص الحرارة.
• لف ورق الجرائد على شكل أربع أسطوانات وتثبيتها باللاصق على الحواف الداخليّة الأربعة للصندوق، وذلك لتوفير المزيد من العزل الحراري للصندوق، مع مراعاة ألا تمنع أوراق الجرائد الباب من الإغلاق بإحكام.
• وضع الطّعام المراد تسخينه داخل الفرن.
• وضع الفرن الشّمسي في موقع معرّض لأشعة الشّمس، وضبط باب الألمنيوم بحيث يتمكّن من عكس أكبر كميّة من أشعة الشّمس على الفتحة المغلّفة بالبلاستيك.
• استخدام المسطرة، أو الملعقة الخشبيّة لتثبيت باب الألمنيوم في مكانه.
• وضع ميزان الحرارة داخل الفرن لمعرفة درجة الحرارة بداخله.

مبدأ عمل الفرن الشّمسي: عندما تسقط أشعة الشّمس بزاوية مناسبة على باب الألمنيوم، يعكس الألمنيوم الأشعة فتخترق البلاستيك الشّفاف في فتحة الصّندوق وتصل إلى الصّندوق من الدّاخل، فيسخن الهواء المحصور داخل الصّندوق، ويمتّص الورق الأسود الحرارة، وتعمل لفائف ورق الجرائد على منع الحرارة من التسرّب من جوانب الصّندوق للخارج، وبذلك يحافظ على الهواء السّاخن داخل الفرن ليسمح بطهو الطّعام، أو تسخينه، وبالرّغم من أنّ الفرن الشّمسي يحتاج إلى وقت أطول من الأفران العاديّة إلا أنه آمن، ويوفّر الطّاقة.