Tagهای کنند؟

موبایل های پیکسل تا پایان سال 2017 چقدر درآمد نصیب گوگل می کنند؟

موبایل های پیکسل تا پایان سال 2017 چقدر درآمد نصیب گوگل می کنند؟

پیش بینی و تخمین میزان فروش یک کمپانی یا یک محصول تکنولوژیک در آینده، مسئله ای ریسک برانگیز است که همواره مورد توجه تحلیلگران و همینطور مصرف کنندگان قرار دارد.

موسسه خدمات مالی «مورگان استنلی» که یکی از معتبرترین و باتجربه ترین واحد های تحلیل اقتصادی ایالات متحده آمریکا است، با اشاره به وضعیت پیش آمده برای گلکسی نوت 7 و تقاضای کمتر از انتظار آیفون 7، تصور می کند موبایل های گوگل پیکسل () به فروش بسیار مناسبی دست خواهند یافت.

به گزارش این موسسه، تلفن هوشمند پیکسل مشابه با موبایل های سابق گوگل تا پایان سال جاری میلادی حدود 3 میلیون واحد خواهد فروخت و سال 2017 نیز فروشی بین 5 تا 6 میلیون دستگاه برای این دیوایس به همراه خواهد داشت.

حال مورگان استنلی با ذکر فروشی معادل با 9 میلیون واحد تا پایان سال 2017، با صرف نظر از سهم مشارکت HTC در ساخت سخت افزار آنها، معتقد است حدود 5.8 میلیارد دلار درآمد نصیب گوگل خواهد شد.

همانطور که ، هزینه تمام شده تولید پیکسل 649 دلاری گوگل، تنها در حدود 230 الی 245 دلار تخمین زده شده است و عملاً آن را به یکی از پرسود ترین موبایل های بازار تبدیل می نماید.

علاوه بر این پرداخت های بستر Android Pay و فروش لوازم جانبی این موبایل، بدون شک به رقم فوق می افزاید و می تواند سال تجاری بسیار خوبی را برای کمپانی ساکن مانتن ویو رقم بزند.

The post appeared first on .

موبایل های پیکسل تا پایان سال 2017 چقدر درآمد نصیب گوگل می کنند؟

تلفن های ماهواره ای چگونه کار می کنند؟

تلفن های ماهواره ای چگونه کار می کنند؟

تکنولوژی تلفن های همراه هر روز با سرعت بیشتری به جلو پیش می رود. محصولی که چند سال قبل در ابعاد و وزن یک آجر ساخته شده و فقط قادر به برقراری تماس تلفنی بود، اکنون به ابزاری هوشمند بدل گشته که تقریباً هیچ محدودیتی را نمی توان برای آن متصور شد.

البته یک مشکل بزرگ پیش روی موبایل ها وجود دارد، و آن هم سیگنال شبکه است. موبایل ها به دکل های سلولی وابسته اند تا با شدت سیگنالی متغیر به آنها متصل می گردند، اما در جایی که تلفن های سلولی عمل نمی کنند، مزیت تلفن های ماهواره ای به چشم خواهد آمد.

تلفن های ماهواره ای در هر جایی قابل استفاده هستند و امکان برقراری تماس از هر مکانی را فراهم می سازند، زیرا زیرساخت ارتباطی آنها به سطح زمین وابسته نیست. تلفن های ماهواره ای به شبکه سلولی زمینی وصل نمی شوند، بلکه داده ها را مستقیماً با ماهواره های قرار گرفته در مدار زمین رد و بدل می سازند.

این جهش تکنولوژیک، توانست سَت فون ها را از قید و بند همتایان زمینی شان رها سازد. بنابراین می توان از تلفن های ماهواره ای در مناطق بسیار دور افتاده و کم جمعیت یا کشورهای فقیر، بخش های محدود شده از سوی دولت و همچنین سرزمین های دچار بلاهای طبیعی استفاده کرد.

در حوزه سیستم های ماهواره ای، معمولاً لفظ تلفن به کار نمی رود و بیشتر به آنها ترمینال می گویند. اما فارغ از نام، این دیوایس ها برای برقراری ارتباط کاربر با ماهواره کاملاً ضروری هستند.

همانند تلفن های همراه، ترمینال ها نیز کارکردهای پایه ای موبایل ها را خواهند داشت، اما اگرچه ابعاد و وزنی بسیار بیشتر از تلفن های همراه دارند، قابلیت های آنها چندان پیشرفته نیست. در واقع سَت فون ها یک تلفن ساده به شمار می روند که عمدتاً برای برقراری تماس یا ارسال پیام های صوتی کوتاه به کار گرفته می شوند.

گفتنیست بیشتر موبایل های کنونی نیز قادرند با ماهواره ها ارتباط برقرار سازند، اما این عملکرد یک سویه بوده و صرفاً برای دریافت سیگنال های ماهواره های موقعیت یاب جهانی یا GPS استفاده می شود. در مقابل تلفن ماهواره ای می تواند ارتباط صوتی و دیتا را بر اساس لینک ماهواره ای ایجاد کند.

در ادمه به بررسی مزیت های سیستم ماهواره ای در مقایسه با شبکه های سلولی زمینی می پردازیم، و تفاوت بین انواع مختلف سَت فون ها را بررسی خواهیم کرد.

انواع سیستم های تلفن ماهواره ای

سیستم های تلفن ماهواره ای بسته به تکنولوژی های پیاده شده توسط کمپانی های مربوطه، قابلیت های متفاوتی را اجرا می نمایند. برخی از آنها از ماهواره های زمین آهنگ (Geosynchronous) بهره می گیرند، و برخی دیگر نیز از سیستم های LEO یا مدار نزدیک زمین استفاده می کنند، که هرکدام از آنها مزایا و معایب خاص خودشان را دارند.

ماهواره های زمین آهنگ (که ماهواره های مدار GEO یا مدار نزدیک به زمین نیز خوانده می شوند) با گردش زمین هماهنگ هستند، یعنی موقعیت آنها در آسمان تا حد زیادی ثابت باقی می ماند. آنها در مداری دور به فاصله حدود 35 هزار کیلومتری قرار گرفته و همواره در راستای خط استوا جای می گیرند.

این ماهواره ها بسیار بزرگ و قدرتمند هستند، و هرکدام از آنها قادر است بخش بزرگی از سطح جغرافیایی زمین را تحت پوشش قرار دهد. در واقع یک شرکت مخابراتی تنها با 3 یا 4 ماهواره GEO می تواند تقریباً کل زمین را به سرویس خودش مجهز سازد.

Inmarsat-GEO-Constellation

به همین دلیل در چنین ماهواره هایی، حجم عظیمی از داده پشتیبانی می گردد، یعنی نه تنها برای تماس صوتی، بلکه برای استریم ویدیو، اشتراک گذاری فایل، ارسال متن، پخش تلویزیون و غیره نیز به کار می روند. اینمارست و ثریا دو نمونه از کمپانی هایی هستند که از مدار GEO استفاده می کنند.

یکی از معایب ماهواره های زمین آهنگ، این است که فاصله زیاد آنها با زمین باعث ایجاد تأخیر حدود 250 میلی ثانیه در هر مرحله می شود، یعنی ارتباط دو طرف با حدود 0.5 ثانیه تأخیر صورت می گیرد. بنابراین وقتی با فردی صحبت می کنید، باید کمی مکث کنید تا پاسخ او را دریافت نمایید، ضمن اینکه گاهی اوقات صدا به گونه ای نامطلوب بازتاب می یابد.

همچنین به خاطر تعداد کم ماهواره ها، عملکرد نامطلوب یا تعمیرات دوره ای هرکدام از آنها باعث قطع پوشش بخش وسیعی از کره زمین خواهد شد، و از آنجا که این ماهواره ها در راستای خط استوا قرار دارند، مناطق نزدیک به قطب سیگنال چندان خوبی نخواهند داشت.

thuraya-logo

اما بزرگ ترین مشکل در سیستم های زمین آهنگ، ابعاد ترمینال آنهاست. برای ارتباط با این ماهواره ها نیاز به دستگاهی تقریباً به اندازه یک لپ تاپ بزرگ دارید که بیشتر آن را آنتن جهت دار تشکیل داده. همچنین برای دریافت بهترین سیگنال ممکن، لازم است آنتن را کالیبره کرده و دقیقاً به سمت ماهواره مورد نظر تنظیم کنید.

استفاده از مدار پایین زمین

ماهواره های LEO در پایین ترین مدار گردشی زمین قرار دارند که حدوداً در فاصله 1500 کیلومتری واقع شده، و شرکت هایی همچون گلوبال استار و ایریدیوم در این زمینه فعالیت دارند. اگر ماهواره های GEO را به عنوان گوریل صنعت فوق در نظر بگیریم، سیستم های LEO نقش پشه را خواهند داشت.

این ماهواره ها بسیار کوچک تر و سبک تر هستند، ضمن اینکه تعداد آنها نیز بسیار زیاد است.

از آنجا که این سیستم ها فاصله کمی با زمین دارند، حدود 60 عدد از آنها برای پوشش دادن کل زمین مورد نیاز خواهد بود. در هر لحظه دو یا چند عدد از این ماهواره ها یک منطقه را تحت پوشش قرار می دهند. سیستم های LEO با سرعت 27359 کیلومتر بر ساعت، در هر 2 ساعت یک بار دور زمین می گردند.

globalstar-logo

این مدارهای نزدیک و سریع، خدمات مطمئنی را برای بخش اعظم کره زمین به همراه دارند. بنابراین اگر دانشمندی در منطقه جنوبگان در شرایطی اضطراری قرار داشته باشد، ماهواره های LEO می توانند ارتباط او را با مقصد برقرار سازند.

سیستم های LEO کیفیت تماس عالی، تأخیر بسیار کم (حدود 50 ثانیه از هر طرف) و قابلیت اطمینان بالایی دارند. همچنین توان مصرفی ترمینال های آنها در مقایسه با مدل های مربوط به سیستم GEO بسیار کمتر بوده، ولی سرعت انتقال داده در آنها بسیار کم است و نهایتاً به 9600 بیت بر ثانیه می رسد.

یکی از مزایای اصلی سیستم های LEO این است که به آنتن بزرگی نیاز ندارند، بنابراین ترمینال های این سیستم فقط کمی بزرگ تر از موبایل های کنونی هستند و به راحتی در جیب جای می گیرند.

با این حال استفاده از هرکدام از سیستم های LEO یا GEO به ارتباط مستقیم و بدون مانع بین ترمینال و ماهواره بستگی دارد. یعنی اگر در محیط داخلی هستید، برای برقراری تماس باید به فضای باز قدم بگذارید.

Iridium-LEO-Constellation

این مسیر دید مستقیم در مورد ماهواره های GEO مشکلات زیادی را به همراه دارد، به ویژه اگر در مناطقی با جنگل های انبوه یا کوهستانی قرار بگیرید. اما در سیستم LEO با توجه به اینکه تعداد بیشتری ماهواره از فضای بالای سر شما عبور می کنند، احتمال برقراری ارتباط بسیار بیشتر خواهد بود.

در سیستم ارتباط ماهواره ای اگر شخصی در فضای بسته با سیگنال بسیار ضعیف قرار گرفته باشد و فرد دیگری بخواهد با او تماس بگیرد، اعلان کوتاهی برای گیرنده ارسال می گردد تا از درخواست تماس مطلع شود. پس از آن، فرد می تواند به محیط باز رفته و ارتباط را برقرار سازد.

مشکلات پیش روی تلفن های ماهواره ای

تلفن های ماهواره ای به خاطر ماهیت فرازمینی و بدون مرز، چه از نظر تکنولوژیکی و چه از لحاظ سیاسی، با قوانین متفاوتی روبرو هستند. همان طور که می دانید دولت های زیادی در جهان ترجیح می دهند گزینه های ارتباطی شهروندانشان را تحت کنترل کامل داشته باشند.

در حالت عادی، بسیاری از نهادهای دولتی می توانند به سادگی ارتباطات موبایلی مردم را تحت نظارت داشته باشند و در وضعیت غیرعادی، قادرند دکل های مخابراتی را از کار انداخته و ارتباط بیسیم را مختل نمایند. چنین وضعیتی برای اینترنت نیز کاملاً صادق است.

اما داستان برای سَت فون ها کاملاً متفاوت است. از آنجا که عملکرد آنها به آنتن های زمینی وابسته نیست، نمی توان به سادگی در کار آنها اختلال ایجاد کرد. شاید برخی دولت ها اقدام به ارسال پارازیت یا مسدود کردن امواج ماهواره ای نمایند، اما این تلاش ها هم فقط به صورت موقت نتیجه بخش خواهد بود.

بنابراین در برخی مناطق جهان، همراه داشتن تلفن ماهواره ای به منزله جرم تلقی می گردد. همچنین در کشورهای درگیر جنگ که ارتباطات موبایلی وضعیت خوبی ندارند، سَت فون ها به گزینه اصلی نیروهای درگیر تبدیل شده.

با این حال اگرچه تلفن ماهواره ای ارتباط بدون مرز را برای کاربر به همراه خواهد داشت، اما باید این نکته را نیز مد نظر داشته باشید که ردیابی موقعیت مکانی سیگنال های این ابزار به راحتی میسر است، مگر اینکه سیستم های پیشرفته درهم سازی سیگنال به کار گرفته شود.

نکته دیگر این است که تلفن های ماهواره ای در برابر شرایط آب و هوایی نیز آسیب پذیرند. همچون تلفن های همراه و دیگر انواع ارتباطات رادیویی، توفان های عظیم خورشیدی و دیگر پدیده های طبیعی می توانند عملکرد آن را مختل سازند.

هزینه استفاده از تلفن های ماهواره ای

سَت فون ها در مقایسه با همتایان زمینی خود، تکنولوژی منحصر به فردی را به همراه دارند و بنابراین همانند اکثر دیوایس های ویژه، قیمت آنها نیز بسیار بالاست. البته اینکه شرکت تأمین کننده از سیستم GEO استفاده کند یا مدار LEO را به کار گیرد، تأثیر قابل توجهی بر قیمت نهایی خواهد داشت.

البته جدا از تأمین کننده، ترمینال ها و دیوایس های مورد استفاده در این نوع تکنولوژی نیز بسیار پر هزینه هستند. در دورانی که بسیاری از اپراتورهای مخابراتی، موبایل های پیشرفته را با قیمتی اندک و حتی رایگان در اختیار مشترکین قرار می دهند، دریافت ساده ترین تلفن ماهواره ای حدود 1000 دلار هزینه خواهد داشت.

همچنین سَت فون های سازگار با سیستم ماهواره های GEO که در قالب یک کیف بزرگ عرضه می شوند، قیمتی چند هزار دلاری دارند.

اگرچه شاید هزینه خرید دیوایس را به عنوان سرمایه گذاری اولیه محسوب کرد، اما استفاده از این سیستم نیز هزینه بالایی را به همراه خواهد داشت. مشاهده قیمت هایی بیش از یک دلار به ازای هر دقیقه مکالمه یا هر پیام متنی در این صنعت چیز عجیبی نیست.

دریافت تماس می تواند هزینه بسیار بیشتری را در بر داشته باشد، به خصوص اگر تماس از خطوط زمینی صورت گرفته باشد. در این حالت باید چندین دلار به ازای هر دقیقه مکالمه بپردازید. در نهایت، بیشترین هزینه برای زمانی منظور می شود که طرفین مکالمه در شبکه ماهواره ای متفاوتی قرار داشته باشند.

شرکت های ارائه دهنده خدمات تلفن ماهواره ای نیز به خوبی از هزینه بالای خدماتشان آگاهند. به همین دلیل اکثر آنها سرویس را به صورت پیش پرداخت عرضه می کنند. در نتیجه احتمال اینکه افراد بی ملاحظه با قبض های کمرشکن در پایان ماه مواجه شوند، به حداقل می رسد.

برای کاهش هزینه، برخی شرکت ها دیوایس های ماهواره ای دوحالته را پیشنهاد می دهند. این تلفن ها هم با شبکه های موبایل زمینی سازگارند و در صورتی که منطقه موردنظر به پوشش این شبکه مجهز باشد، ارتباط را از طریق آنها برقرار می سازند.

تلفن های دوحالته تنها زمانی به ارتباط ماهواره ای متوسل می گردند که هیچ راه دیگری وجود نداشته باشد، و به این ترتیب علاوه بر کاهش هزینه، پوشش کامل در همه قسمت های زمین نیز برای کاربر تضمین می شود.

همچنین اگر برای مدت کوتاه به این فناوری نیازمندید، به جای خرید یک دستگاه گران قیمت می توانید یکی از آنها را با هزینه بسیار کمتر کرایه نمایید تا در سفرهای کوتاه یا مناطق خاص از آن بهره گیرید.

اما فارغ از بحث قیمت، تلفن های ماهواره ای خلاء بزرگی را در عصر ارتباطات پوشش داده اند و بدون آنها، بسیاری از قسمت های جهان از خدمات زیربنایی بی بهره می ماندند. شاید برای افرادی که برقراری یک تماس ساده تعیین کننده مرگ و زندگی آنها بوده، پرداخت هیچ هزینه ای گزاف به نظر نرسد.

سخن پایانی

فناوری تلفن ماهواره ای در حال حاضر در برخی از قسمت های جهان به تنها وسیله ارتباطی مجهز شده و البته حساسیت های شدیدی نیز روی آن وجود دارد، به خصوص در کشورهایی که درگیر جنگ داخلی و بحران های داخلی هستند و یا ارتباطات موبایلی زمینی در آنها امکان پذیر نیست.

با این حال، آینده این تکنولوژی در هاله ای از ابهام قرار دارد. با توسعه پوشش شبکه های مخابراتی، بسیاری از کاربران سابق تکنولوژی ماهواره ای به گزینه های ارزان تر و ملموس تر زمینی روی آورده اند. اما با پیشرفت های مداوم در صنعت مخابرات ماهواره ای، شاید آنها نیز بتوانند رقابت خود را ادامه دهند.

در نهایت، هیچکس از آینده تکنولوژی خبر ندارد و شاید روزی، تنها راه برقراری ارتباط راه دور، استفاده از تلفن های ماهواره ای باشد.

The post appeared first on .

تلفن های ماهواره ای چگونه کار می کنند؟

تکنولوژی تلفن های همراه هر روز با سرعت بیشتری به جلو پیش می رود. محصولی که چند سال قبل در ابعاد و وزن یک آجر ساخته شده و فقط قادر به برقراری تماس تلفنی بود، اکنون به ابزاری هوشمند بدل گشته که تقریباً هیچ محدودیتی را نمی توان برای آن متصور شد.

البته یک مشکل بزرگ پیش روی موبایل ها وجود دارد، و آن هم سیگنال شبکه است. موبایل ها به دکل های سلولی وابسته اند تا با شدت سیگنالی متغیر به آنها متصل می گردند، اما در جایی که تلفن های سلولی عمل نمی کنند، مزیت تلفن های ماهواره ای به چشم خواهد آمد.

تلفن های ماهواره ای در هر جایی قابل استفاده هستند و امکان برقراری تماس از هر مکانی را فراهم می سازند، زیرا زیرساخت ارتباطی آنها به سطح زمین وابسته نیست. تلفن های ماهواره ای به شبکه سلولی زمینی وصل نمی شوند، بلکه داده ها را مستقیماً با ماهواره های قرار گرفته در مدار زمین رد و بدل می سازند.

این جهش تکنولوژیک، توانست سَت فون ها را از قید و بند همتایان زمینی شان رها سازد. بنابراین می توان از تلفن های ماهواره ای در مناطق بسیار دور افتاده و کم جمعیت یا کشورهای فقیر، بخش های محدود شده از سوی دولت و همچنین سرزمین های دچار بلاهای طبیعی استفاده کرد.

در حوزه سیستم های ماهواره ای، معمولاً لفظ تلفن به کار نمی رود و بیشتر به آنها ترمینال می گویند. اما فارغ از نام، این دیوایس ها برای برقراری ارتباط کاربر با ماهواره کاملاً ضروری هستند.

همانند تلفن های همراه، ترمینال ها نیز کارکردهای پایه ای موبایل ها را خواهند داشت، اما اگرچه ابعاد و وزنی بسیار بیشتر از تلفن های همراه دارند، قابلیت های آنها چندان پیشرفته نیست. در واقع سَت فون ها یک تلفن ساده به شمار می روند که عمدتاً برای برقراری تماس یا ارسال پیام های صوتی کوتاه به کار گرفته می شوند.

گفتنیست بیشتر موبایل های کنونی نیز قادرند با ماهواره ها ارتباط برقرار سازند، اما این عملکرد یک سویه بوده و صرفاً برای دریافت سیگنال های ماهواره های موقعیت یاب جهانی یا GPS استفاده می شود. در مقابل تلفن ماهواره ای می تواند ارتباط صوتی و دیتا را بر اساس لینک ماهواره ای ایجاد کند.

در ادمه به بررسی مزیت های سیستم ماهواره ای در مقایسه با شبکه های سلولی زمینی می پردازیم، و تفاوت بین انواع مختلف سَت فون ها را بررسی خواهیم کرد.

انواع سیستم های تلفن ماهواره ای

سیستم های تلفن ماهواره ای بسته به تکنولوژی های پیاده شده توسط کمپانی های مربوطه، قابلیت های متفاوتی را اجرا می نمایند. برخی از آنها از ماهواره های زمین آهنگ (Geosynchronous) بهره می گیرند، و برخی دیگر نیز از سیستم های LEO یا مدار نزدیک زمین استفاده می کنند، که هرکدام از آنها مزایا و معایب خاص خودشان را دارند.

ماهواره های زمین آهنگ (که ماهواره های مدار GEO یا مدار نزدیک به زمین نیز خوانده می شوند) با گردش زمین هماهنگ هستند، یعنی موقعیت آنها در آسمان تا حد زیادی ثابت باقی می ماند. آنها در مداری دور به فاصله حدود 35 هزار کیلومتری قرار گرفته و همواره در راستای خط استوا جای می گیرند.

این ماهواره ها بسیار بزرگ و قدرتمند هستند، و هرکدام از آنها قادر است بخش بزرگی از سطح جغرافیایی زمین را تحت پوشش قرار دهد. در واقع یک شرکت مخابراتی تنها با 3 یا 4 ماهواره GEO می تواند تقریباً کل زمین را به سرویس خودش مجهز سازد.

(image)

به همین دلیل در چنین ماهواره هایی، حجم عظیمی از داده پشتیبانی می گردد، یعنی نه تنها برای تماس صوتی، بلکه برای استریم ویدیو، اشتراک گذاری فایل، ارسال متن، پخش تلویزیون و غیره نیز به کار می روند. اینمارست و ثریا دو نمونه از کمپانی هایی هستند که از مدار GEO استفاده می کنند.

یکی از معایب ماهواره های زمین آهنگ، این است که فاصله زیاد آنها با زمین باعث ایجاد تأخیر حدود 250 میلی ثانیه در هر مرحله می شود، یعنی ارتباط دو طرف با حدود 0.5 ثانیه تأخیر صورت می گیرد. بنابراین وقتی با فردی صحبت می کنید، باید کمی مکث کنید تا پاسخ او را دریافت نمایید، ضمن اینکه گاهی اوقات صدا به گونه ای نامطلوب بازتاب می یابد.

همچنین به خاطر تعداد کم ماهواره ها، عملکرد نامطلوب یا تعمیرات دوره ای هرکدام از آنها باعث قطع پوشش بخش وسیعی از کره زمین خواهد شد، و از آنجا که این ماهواره ها در راستای خط استوا قرار دارند، مناطق نزدیک به قطب سیگنال چندان خوبی نخواهند داشت.

(image)

اما بزرگ ترین مشکل در سیستم های زمین آهنگ، ابعاد ترمینال آنهاست. برای ارتباط با این ماهواره ها نیاز به دستگاهی تقریباً به اندازه یک لپ تاپ بزرگ دارید که بیشتر آن را آنتن جهت دار تشکیل داده. همچنین برای دریافت بهترین سیگنال ممکن، لازم است آنتن را کالیبره کرده و دقیقاً به سمت ماهواره مورد نظر تنظیم کنید.

استفاده از مدار پایین زمین

ماهواره های LEO در پایین ترین مدار گردشی زمین قرار دارند که حدوداً در فاصله 1500 کیلومتری واقع شده، و شرکت هایی همچون گلوبال استار و ایریدیوم در این زمینه فعالیت دارند. اگر ماهواره های GEO را به عنوان گوریل صنعت فوق در نظر بگیریم، سیستم های LEO نقش پشه را خواهند داشت.

این ماهواره ها بسیار کوچک تر و سبک تر هستند، ضمن اینکه تعداد آنها نیز بسیار زیاد است.

از آنجا که این سیستم ها فاصله کمی با زمین دارند، حدود 60 عدد از آنها برای پوشش دادن کل زمین مورد نیاز خواهد بود. در هر لحظه دو یا چند عدد از این ماهواره ها یک منطقه را تحت پوشش قرار می دهند. سیستم های LEO با سرعت 27359 کیلومتر بر ساعت، در هر 2 ساعت یک بار دور زمین می گردند.

(image)

این مدارهای نزدیک و سریع، خدمات مطمئنی را برای بخش اعظم کره زمین به همراه دارند. بنابراین اگر دانشمندی در منطقه جنوبگان در شرایطی اضطراری قرار داشته باشد، ماهواره های LEO می توانند ارتباط او را با مقصد برقرار سازند.

سیستم های LEO کیفیت تماس عالی، تأخیر بسیار کم (حدود 50 ثانیه از هر طرف) و قابلیت اطمینان بالایی دارند. همچنین توان مصرفی ترمینال های آنها در مقایسه با مدل های مربوط به سیستم GEO بسیار کمتر بوده، ولی سرعت انتقال داده در آنها بسیار کم است و نهایتاً به 9600 بیت بر ثانیه می رسد.

یکی از مزایای اصلی سیستم های LEO این است که به آنتن بزرگی نیاز ندارند، بنابراین ترمینال های این سیستم فقط کمی بزرگ تر از موبایل های کنونی هستند و به راحتی در جیب جای می گیرند.

با این حال استفاده از هرکدام از سیستم های LEO یا GEO به ارتباط مستقیم و بدون مانع بین ترمینال و ماهواره بستگی دارد. یعنی اگر در محیط داخلی هستید، برای برقراری تماس باید به فضای باز قدم بگذارید.

(image)

این مسیر دید مستقیم در مورد ماهواره های GEO مشکلات زیادی را به همراه دارد، به ویژه اگر در مناطقی با جنگل های انبوه یا کوهستانی قرار بگیرید. اما در سیستم LEO با توجه به اینکه تعداد بیشتری ماهواره از فضای بالای سر شما عبور می کنند، احتمال برقراری ارتباط بسیار بیشتر خواهد بود.

در سیستم ارتباط ماهواره ای اگر شخصی در فضای بسته با سیگنال بسیار ضعیف قرار گرفته باشد و فرد دیگری بخواهد با او تماس بگیرد، اعلان کوتاهی برای گیرنده ارسال می گردد تا از درخواست تماس مطلع شود. پس از آن، فرد می تواند به محیط باز رفته و ارتباط را برقرار سازد.

مشکلات پیش روی تلفن های ماهواره ای

تلفن های ماهواره ای به خاطر ماهیت فرازمینی و بدون مرز، چه از نظر تکنولوژیکی و چه از لحاظ سیاسی، با قوانین متفاوتی روبرو هستند. همان طور که می دانید دولت های زیادی در جهان ترجیح می دهند گزینه های ارتباطی شهروندانشان را تحت کنترل کامل داشته باشند.

در حالت عادی، بسیاری از نهادهای دولتی می توانند به سادگی ارتباطات موبایلی مردم را تحت نظارت داشته باشند و در وضعیت غیرعادی، قادرند دکل های مخابراتی را از کار انداخته و ارتباط بیسیم را مختل نمایند. چنین وضعیتی برای اینترنت نیز کاملاً صادق است.

اما داستان برای سَت فون ها کاملاً متفاوت است. از آنجا که عملکرد آنها به آنتن های زمینی وابسته نیست، نمی توان به سادگی در کار آنها اختلال ایجاد کرد. شاید برخی دولت ها اقدام به ارسال پارازیت یا مسدود کردن امواج ماهواره ای نمایند، اما این تلاش ها هم فقط به صورت موقت نتیجه بخش خواهد بود.

بنابراین در برخی مناطق جهان، همراه داشتن تلفن ماهواره ای به منزله جرم تلقی می گردد. همچنین در کشورهای درگیر جنگ که ارتباطات موبایلی وضعیت خوبی ندارند، سَت فون ها به گزینه اصلی نیروهای درگیر تبدیل شده.

با این حال اگرچه تلفن ماهواره ای ارتباط بدون مرز را برای کاربر به همراه خواهد داشت، اما باید این نکته را نیز مد نظر داشته باشید که ردیابی موقعیت مکانی سیگنال های این ابزار به راحتی میسر است، مگر اینکه سیستم های پیشرفته درهم سازی سیگنال به کار گرفته شود.

نکته دیگر این است که تلفن های ماهواره ای در برابر شرایط آب و هوایی نیز آسیب پذیرند. همچون تلفن های همراه و دیگر انواع ارتباطات رادیویی، توفان های عظیم خورشیدی و دیگر پدیده های طبیعی می توانند عملکرد آن را مختل سازند.

هزینه استفاده از تلفن های ماهواره ای

سَت فون ها در مقایسه با همتایان زمینی خود، تکنولوژی منحصر به فردی را به همراه دارند و بنابراین همانند اکثر دیوایس های ویژه، قیمت آنها نیز بسیار بالاست. البته اینکه شرکت تأمین کننده از سیستم GEO استفاده کند یا مدار LEO را به کار گیرد، تأثیر قابل توجهی بر قیمت نهایی خواهد داشت.

البته جدا از تأمین کننده، ترمینال ها و دیوایس های مورد استفاده در این نوع تکنولوژی نیز بسیار پر هزینه هستند. در دورانی که بسیاری از اپراتورهای مخابراتی، موبایل های پیشرفته را با قیمتی اندک و حتی رایگان در اختیار مشترکین قرار می دهند، دریافت ساده ترین تلفن ماهواره ای حدود 1000 دلار هزینه خواهد داشت.

همچنین سَت فون های سازگار با سیستم ماهواره های GEO که در قالب یک کیف بزرگ عرضه می شوند، قیمتی چند هزار دلاری دارند.

اگرچه شاید هزینه خرید دیوایس را به عنوان سرمایه گذاری اولیه محسوب کرد، اما استفاده از این سیستم نیز هزینه بالایی را به همراه خواهد داشت. مشاهده قیمت هایی بیش از یک دلار به ازای هر دقیقه مکالمه یا هر پیام متنی در این صنعت چیز عجیبی نیست.

دریافت تماس می تواند هزینه بسیار بیشتری را در بر داشته باشد، به خصوص اگر تماس از خطوط زمینی صورت گرفته باشد. در این حالت باید چندین دلار به ازای هر دقیقه مکالمه بپردازید. در نهایت، بیشترین هزینه برای زمانی منظور می شود که طرفین مکالمه در شبکه ماهواره ای متفاوتی قرار داشته باشند.

شرکت های ارائه دهنده خدمات تلفن ماهواره ای نیز به خوبی از هزینه بالای خدماتشان آگاهند. به همین دلیل اکثر آنها سرویس را به صورت پیش پرداخت عرضه می کنند. در نتیجه احتمال اینکه افراد بی ملاحظه با قبض های کمرشکن در پایان ماه مواجه شوند، به حداقل می رسد.

برای کاهش هزینه، برخی شرکت ها دیوایس های ماهواره ای دوحالته را پیشنهاد می دهند. این تلفن ها هم با شبکه های موبایل زمینی سازگارند و در صورتی که منطقه موردنظر به پوشش این شبکه مجهز باشد، ارتباط را از طریق آنها برقرار می سازند.

تلفن های دوحالته تنها زمانی به ارتباط ماهواره ای متوسل می گردند که هیچ راه دیگری وجود نداشته باشد، و به این ترتیب علاوه بر کاهش هزینه، پوشش کامل در همه قسمت های زمین نیز برای کاربر تضمین می شود.

همچنین اگر برای مدت کوتاه به این فناوری نیازمندید، به جای خرید یک دستگاه گران قیمت می توانید یکی از آنها را با هزینه بسیار کمتر کرایه نمایید تا در سفرهای کوتاه یا مناطق خاص از آن بهره گیرید.

اما فارغ از بحث قیمت، تلفن های ماهواره ای خلاء بزرگی را در عصر ارتباطات پوشش داده اند و بدون آنها، بسیاری از قسمت های جهان از خدمات زیربنایی بی بهره می ماندند. شاید برای افرادی که برقراری یک تماس ساده تعیین کننده مرگ و زندگی آنها بوده، پرداخت هیچ هزینه ای گزاف به نظر نرسد.

سخن پایانی

فناوری تلفن ماهواره ای در حال حاضر در برخی از قسمت های جهان به تنها وسیله ارتباطی مجهز شده و البته حساسیت های شدیدی نیز روی آن وجود دارد، به خصوص در کشورهایی که درگیر جنگ داخلی و بحران های داخلی هستند و یا ارتباطات موبایلی زمینی در آنها امکان پذیر نیست.

با این حال، آینده این تکنولوژی در هاله ای از ابهام قرار دارد. با توسعه پوشش شبکه های مخابراتی، بسیاری از کاربران سابق تکنولوژی ماهواره ای به گزینه های ارزان تر و ملموس تر زمینی روی آورده اند. اما با پیشرفت های مداوم در صنعت مخابرات ماهواره ای، شاید آنها نیز بتوانند رقابت خود را ادامه دهند.

در نهایت، هیچکس از آینده تکنولوژی خبر ندارد و شاید روزی، تنها راه برقراری ارتباط راه دور، استفاده از تلفن های ماهواره ای باشد.

The post appeared first on .

تلفن های ماهواره ای چگونه کار می کنند؟

بازی های ویدیویی چه نقشی در پیشرفت تکنولوژی ایفا می کنند؟

بازی های ویدیویی چه نقشی در پیشرفت تکنولوژی ایفا می کنند؟

شاید برایتان جالب باشد بدانید پردازنده های گرافیکی که نمای سینمایی چشم نواز و واقع گرایانه گرافیک بازی هایی همچون Quantum Break () را پدید می آورند، به خوبی قادر به پردازش هوش مصنوعی و بسیاری از فعالیت های سخت هستند.

قدرت و توانایی های محاسبه و پردازش فعالیت های سنگین کامپیوتری از تکنولوژی (عملیات شناور هر نقطه در ثانیه) نشات می گیرد. با افزایش قدرت و پیشرفت های گرافیکی بازی های ویدیویی می توان دریافت که سخت افزار های موجود به خوبی توانایی قدرت بخشیدن به آینده هوش مصنوعی مد نظر شرکت های بزرگی مثل گوگل و فیسبوک را دارند.

جف اتوود (Jeff Atwood) یکی از برنامه نویسان مطرح جهان در وب سایت خود نوشته است: «از سال 2007 تمامی پیشرفت های بزرگی که در فلاپس ایجاد شده، به موجب توانایی های بالای کارت گرافیک های قدرتمندی است که امکان پردازش سریع فضای سه بعدی را داشته و می توانند فعالیت ها و فرآیندهای جدید را در کمترین زمان ممکن یاد بگیرند.»

در حقیقت هنگامی که برنامه Alpha Go متعلق به شرکت DeepMind، استارتاپی که توسط گوگل خریداری شد، توانست Lee Sedol (لی سدل – نفر اول بازی تخته ای گو در جهان) را با هوش مصنوعی ، 1202 پردازنده اصلی و 176 پردازنده گرافیکی انویدیا مشغول به کار بودند.

گوگل و انویدیا از مدت ها قبل در زمینه هوش مصنوعی همکاری می کنند. این اتفاق زمانی افتاد که گوگل برای توسعه سیستم تشخیص عکس هوشمند به 2000 پردازنده اصلی همراه با زیرساخت های زیادی نیاز داشت؛ اما متوجه شد که تنها 12 پردازنده گرافیکی انویدیا، توانایی یادگیری به اندازه آن 2000 پردازنده را دارند.

در این صورت با توجه به فعالیت های شرکت DeepMind، آن 176 پردازنده گرافیکی انویدیا در زمینه هوش مصنوعی می توانند به اندازه 29333 پردازنده کامپیوتر قدیمی بهره ور و قدرتمند باشند.

برای یک کاربر معمولی و کسی که در واقع متخصص ابر کامپیوتر نیست، به ازای هر کنسول بازی جدیدی که خریداری می شود، یا هر کارت گرافیکی که روی رایانه خانگی پیاده می گردد، در حقیقت کمک مالی مناسبی در اختیار انویدیا و سایر شرکت های تولید کننده کارت گرافیک قرار می گیرد.

با چنین وضعیتی شرکت های بزرگ می توانند سرمایه گذاری های گسترده ای در راستای پیشرفت تکنولوژی و در مسیرهای بسیار جذاب و خلاقانه بکنند. به عنوان مثال گوگل بیشترین توجه خود را روی اهداف هوش مصنوعی گذاشته است. انویدیا نیز در حال توسعه کامپیوتری برای اتومبیل های خودران است که توانایی پردازشی معادل با صد و پنجاه MacBook Pro دارد.

یکی از فناوری های کاربردی سال های اخیر سیستم MapD است که توسط گوگل و انویدیا پشتیبانی می شود. MapD برای تحلیل داده های گسترده و مهمی مثل تعیین نگرش سیاسی در ایالات مختلف یک کشور و نمایش آن روی نقشه های پویا و تعاملی، از این پردازنده های گرافیکی بهره می برد.

تاد ماستاک (Todd Mostak) مدیر عامل شرکت MapD معتقد است اگر گیمرها، شوق بی حد و حصر فعلی شان برای گرافیک بهتر، آزادی عمل بیشتر و تهیه کارت های گرافیک قوی تر و البته ارزان تر را نداشتند، از منظر تکنولوژی به جایی که در حال حاضر هستیم نمی رسیدیم. همین موضوع الهام بخش پیشرفت و توسعه برنامه های شرکت MapD بوده است.

«اگر بازیکنان نمی خواستند بازی ها را روی تصاویر بزرگتر و با رزولوشن بیشتر تجربه کنند، قطعا حالا اینجا نبودیم. بدون شک باید بابت فناوری هایی که در اختیار داریم از کسانی که بازی می کنند تشکر کنیم.»

The post appeared first on .

بازی های ویدیویی چه نقشی در پیشرفت تکنولوژی ایفا می کنند؟

شاید برایتان جالب باشد بدانید پردازنده های گرافیکی که نمای سینمایی چشم نواز و واقع گرایانه گرافیک بازی هایی همچون Quantum Break () را پدید می آورند، به خوبی قادر به پردازش هوش مصنوعی و بسیاری از فعالیت های سخت هستند.

قدرت و توانایی های محاسبه و پردازش فعالیت های سنگین کامپیوتری از تکنولوژی (عملیات شناور هر نقطه در ثانیه) نشات می گیرد. با افزایش قدرت و پیشرفت های گرافیکی بازی های ویدیویی می توان دریافت که سخت افزار های موجود به خوبی توانایی قدرت بخشیدن به آینده هوش مصنوعی مد نظر شرکت های بزرگی مثل گوگل و فیسبوک را دارند.

جف اتوود (Jeff Atwood) یکی از برنامه نویسان مطرح جهان در وب سایت خود نوشته است: «از سال 2007 تمامی پیشرفت های بزرگی که در فلاپس ایجاد شده، به موجب توانایی های بالای کارت گرافیک های قدرتمندی است که امکان پردازش سریع فضای سه بعدی را داشته و می توانند فعالیت ها و فرآیندهای جدید را در کمترین زمان ممکن یاد بگیرند.»

در حقیقت هنگامی که برنامه Alpha Go متعلق به شرکت DeepMind، استارتاپی که توسط گوگل خریداری شد، توانست Lee Sedol (لی سدل – نفر اول بازی تخته ای گو در جهان) را با هوش مصنوعی ، 1202 پردازنده اصلی و 176 پردازنده گرافیکی انویدیا مشغول به کار بودند.

گوگل و انویدیا از مدت ها قبل در زمینه هوش مصنوعی همکاری می کنند. این اتفاق زمانی افتاد که گوگل برای توسعه سیستم تشخیص عکس هوشمند به 2000 پردازنده اصلی همراه با زیرساخت های زیادی نیاز داشت؛ اما متوجه شد که تنها 12 پردازنده گرافیکی انویدیا، توانایی یادگیری به اندازه آن 2000 پردازنده را دارند.

در این صورت با توجه به فعالیت های شرکت DeepMind، آن 176 پردازنده گرافیکی انویدیا در زمینه هوش مصنوعی می توانند به اندازه 29333 پردازنده کامپیوتر قدیمی بهره ور و قدرتمند باشند.

برای یک کاربر معمولی و کسی که در واقع متخصص ابر کامپیوتر نیست، به ازای هر کنسول بازی جدیدی که خریداری می شود، یا هر کارت گرافیکی که روی رایانه خانگی پیاده می گردد، در حقیقت کمک مالی مناسبی در اختیار انویدیا و سایر شرکت های تولید کننده کارت گرافیک قرار می گیرد.

با چنین وضعیتی شرکت های بزرگ می توانند سرمایه گذاری های گسترده ای در راستای پیشرفت تکنولوژی و در مسیرهای بسیار جذاب و خلاقانه بکنند. به عنوان مثال گوگل بیشترین توجه خود را روی اهداف هوش مصنوعی گذاشته است. انویدیا نیز در حال توسعه کامپیوتری برای اتومبیل های خودران است که توانایی پردازشی معادل با صد و پنجاه MacBook Pro دارد.

یکی از فناوری های کاربردی سال های اخیر سیستم MapD است که توسط گوگل و انویدیا پشتیبانی می شود. MapD برای تحلیل داده های گسترده و مهمی مثل تعیین نگرش سیاسی در ایالات مختلف یک کشور و نمایش آن روی نقشه های پویا و تعاملی، از این پردازنده های گرافیکی بهره می برد.

تاد ماستاک (Todd Mostak) مدیر عامل شرکت MapD معتقد است اگر گیمرها، شوق بی حد و حصر فعلی شان برای گرافیک بهتر، آزادی عمل بیشتر و تهیه کارت های گرافیک قوی تر و البته ارزان تر را نداشتند، از منظر تکنولوژی به جایی که در حال حاضر هستیم نمی رسیدیم. همین موضوع الهام بخش پیشرفت و توسعه برنامه های شرکت MapD بوده است.

«اگر بازیکنان نمی خواستند بازی ها را روی تصاویر بزرگتر و با رزولوشن بیشتر تجربه کنند، قطعا حالا اینجا نبودیم. بدون شک باید بابت فناوری هایی که در اختیار داریم از کسانی که بازی می کنند تشکر کنیم.»

The post appeared first on .

بازی های ویدیویی چه نقشی در پیشرفت تکنولوژی ایفا می کنند؟

میکروسکوپ های نوری چگونه کار می کنند؟

میکروسکوپ های نوری چگونه کار می کنند؟

از زمان اخترا میکروسکوپ های نوری در اواخر قرن شانزدهم میلادی تاکنون، این ابزارها بسیار پیشرفت کرده اند و به دانش کلی ما در زمینه های مختلف زیست شناسی و پزشکی افزوده اند. میکروسکوپ ها می توانند تصاویر را تا هزاران برابر بزرگ کرده و جزئیات ریزشان را نمایش دهند.

دانش و فناوری میکروسکوپی نوری از زمان ابداع اولین میکروسکوپ توسط رابرت هوک و آنتونی فن لیونهوک بسیار تغییر کرده و مدرن تر شده است. تکنیک های ویژه و دانش نورشناسی به انسان کمک کردند تا با ساختارهای ویژه بیوشیمیایی درون سلول های زنده آشنا شوند.

میکروسکوپ ها حتی حالا وارد دوره دیجیتالی هم شده اند. با بهره گیری از دوربین های دیجیتال و دستگاه های بار جفت شده (CCD ها)، میکروسکوپ ها حالا می توانند از نمای زیر لنزها عکسبرداری نیز انجام دهند. با این حال، بیس و پایه میکروسکوپ ها همانی است که چند صد سال پیش به کار برده شد و این روزها در کلاس های عملی زیست شناسی یاد می گیریم.

نحوه کارکرد میکروسکوپ بسیار شبیه به یک تلسکوپ است که برای مشاهده ستاره ها از آن استفاده می کنیم. اما چندین تغییر کوچک سبب شده تا تفاوتی عظیم میان این دو دستگاه پدید آید.

یک تلسکوپ باید مقادیر بسیاری از نور ساطع شده توسط اجسام دور را در گستره وسیعی از تاریکی کهکشان جمع کند. بنا به همین دلیل، تلسکوپ نیازمند لنزهای آبژکتیو بزرگ است. چون لنزهای آبژکتیو بزرگ هستند، تلسکوپ تصویر شیء را در نقطه کانونی دوری نمایش می دهد که به همین دلیل، تلسکوپ ها بسیار طویل هستند. سپس، بخش انتهایی تلسکوپ که جلوی چشم انسان قرار می گیرد، تصویر را پیش چشم بزرگ نمایش می دهد.

برخلاف تلسکوپ، یک میکروسکوپ، نور را از محیطی بسیار محدود شده و باریک که به شکلی قابل قبول نورانی شده جمع می کند. نمونه زیر لنزهای آبژکتیو قرار گرفته و نور به میزان کافی از درون آن گذر می کند. به جای تصویربرداری از اجسامی عظیم که میلیون ها کیلومتر با ما فاصله دارند، تلسکوپ از جسمی که تنها چند میلیمتر از آن فاصله گرفته نور را دریافت می کند.

میکروسکوپ زمینه روشن – ساقه گیاه تک لپه

در عوض، لنزهای آبژکتیو میکروسکوپ هم بسیار کوچک و کروی هستند. کوچک و کروی بودن لنزها سبب کاهش فاصله نقطه کانونی خواهند شد (برعکس تلسکوپ)، به همین دلیل میکروسکوپ بسیار کوچک است. سپس، تصویر گرفته شده از لنزهای آبژکتیو توسط قطعه ای دیگر به نام لنزهای چشمی بزرگ می شود.

اختلاف بزرگ بعدی میان تلسکوپ و میکروسکوپ، وجود منبع نوری و کاندنسور در میکروسکوپ است. واضح است که منبع نوری وظیفه روشن کردن نمونه زیر میکروسکوپ را به عهده دارد اما کاندنسور می تواند میزان ورود نور را کنترل کند. بسته به نوع و ضخامت نمونه، می توان دریچه قرار گرفته در بالای منبع نوری و زیر نمونه را باز یا بسته کرد، تا ورود نور را کنترل کرد.

مورد بعدی اینکه، تلسکوپ لنز ثابت آبژکتیو و لنزهای قابل تعویض چشمی دارد اما میکروسکوپ دقیقا در نقطه مقابل، لنزهای قابل تعویض آبژکتیو و لنز ثابت چشمی دارد. با تغییر لنزها، می توان میزان بزرگنمایی را کنترل کرد.

یک میکروسکوپ نوری، چه مدل های ساده دانش آموزی و چه مدل های پیشرفته که در آزمایشگاه های تحقیقاتی وجود دارند، باید اجزای زیر را داشته باشند:

  • سیستم کنترل نمونه: این بخش از نمونه وظیفه محکم نگه داشتن نمونه را در سر جای خود دارد. گیره ها لام را محکم در بر می گیرند تا تکانی متوجه حال آن نشود. در کنار لام، تکه های آهنی خط کش مانندی قرار گرفته اند که درجه هایی روی آن مشخص شده. با استفاده از این اعداد و ارقام می توان جایگاه عکس در نمونه را ثبت کرد تا نمایش آن زیر میکروسکوپ دیگری سریع تر شود. در واقع این خط کش ها، آدرس تصویر در نمونه را به محقق می دهند. نمونه روی استیج قرار می گیرد و در مرکز استیج، یک حفره وجود دارد تا نور از آن عبور کرده و زیر نمونه بخورد. بسته به نوع میکروسکوپ، یک، دو یا چند پیچ، میزان حرکت عمودی استیج را کنترل می کنند.
  • سیستم روشنایی: منبع نور و کندانسور مهم ترین بخش های سیستم روشنایی هستند. منبع نور یک چراغ پر قدرت است که شدت نور آن کم و زیاد می شود و کندانسور در بالا آن قرار گرفته تا میزان نور ورودی را کنترل کند.
  • لنزها: دو نوع لنز در بالا و پایین لوله اصلی قرار گرفته اند. یک الی چند لنز آبژکتیو در قسمت انتهایی برای تنظیم میزان بزرگنمایی و یک لنز چشمی یا آکولار برای مشاهده تصویر زیر میکروسکوپ.
  • فوکوس: روی بدنه میکروسکوپ، معمولا دو پیچ قرار گرفته که هر کدام با سرعتی خاص استیج را بالا و پایین می برند. این دو پیچ برای تنظیم لنزها و نمونه و قرارگیری آن ها در فاصله کانونی درست بسیار موثرند.
  • قسمت های پشتیبانی کننده: میکروسکوپ ها عمدتا سنگین هستند و از فلزات محکم برای ساخت آن ها استفاده می شود. اگر سعی در بلند کردن آن ها داشته باشید متوجه می شوید که چه پایه های پهن و محکمی دارند. این قسمت ها در ثابت نگه داشتن و استحکام کلی میکروسکوپ نقشی موثر دارند. اگر این دستگاه به راحتی از جای خود تکان بخورد و ثبات کافی در بخش های مختلف آن وجود نداشته باشد، پژوهشگر هیچگاه نمی تواند به راحتی نمونه ها را مورد مطالعه قرار دهد.

میکروسکوپ فلوئورسنس – سلول های عصبی

وقتی با استفاده از یک میکروسکوپ، نمونه ای را مشاهده می کنید، کیفیت تصویر به یکی از فاکتورهای زیر وابسته است:

  • روشنایی: چقدر تصویر دریافتی روشن یا تیره است؟ میزان روشنایی وابسته به عملکرد و تنظیم صحیح واحدهای روشنایی است. می توانید لامپ قرار گرفته در منبع نور را تغییر داده یا حتی به سادگی میزان نور را کم و زیاد کنید. تنظیم کندانسور نیز برای دریافت نور مناسب اهمیت دارد.
  • فوکوس: اگر تصویر مات و بی کیفیت باشد، باید با استفاده از پیچ های تنظیم، استیج (که نمونه روی آن قرار گرفته) را اندکی بالا و پایین ببرید تا تصویر در فاصله کانونی مناسب قرار بگیرد. میزان ضخامت لامل (شیشه باریکی که روی نمونه قرار می گیرد) نیز در این زمینه نقشی مهم ایفا می کند.
  • رزولوشن: هرچه دیافراگم عددی لنزهای آبژکتیو بیشتر باشد، رزولوشن و وضوح تصویر نیز بهتر خواهد شد. طول موج نوری که از درون لنزها می گذرد نیز در نمایش رزولوشن مناسب اهمیت دارد.
  • کنتراست: کنتراست نیز وابسته به سیستم روشنایی است و با تغییر شدت نور می توان آن را کنترل کرد. مواد شیمیایی خاصی که به نمونه اضافه می شوند نیز کنتراست را دستخوش تغییر می کنند.

به ترتیب از راست به چپ: راینبرگ، زمینه تاریک، زمینه روشن – تصویر کنه زیر میکروسکوپ

مشکل بعدی مشاهده نمونه زیر میکروسکوپ آن است که تصاویر کنتراست کافی را ندارند؛ خصوصا اجزای زنده مثل سلول ها. اما رنگدانه های طبیعی که برای مثال درون برگ گیاهان دیده می شوند، کنتراست مناسبی را پدید می آورند.

یک راه برای بهبود کنتراست، رنگ آمیزی نمونه با مواد شیمیایی خاصی است که فقط روی بخش های خاصی از سلول تاثیر می گذارند. راه حل های مختلفی ابداع شده اند تا کنتراست را بهبود دهند. عمده تلاش ها در بخش سیستم روشنایی و نوع نوری که از حفره استیج می گذرد صورت گرفته.

برای مثال، یک میکروسکوپ زمینه تاریک از کندانسوری استفاده می کند که عمده نور تابیده شده را دفع کرده و صرفا بخش خاصی از روشنایی را به نمونه می تاباند و این پروسه را دقیقا همانند یک کسوف انجام می دهد.

میکروسکوپ های مختلف برای مطالعات متنوع کاربرد دارند که در زیر به شکلی کلی به آن ها اشاره می کنیم اما وارد جزئیات شان نمی شویم:

  • زمینه روشن: تقریبا عمده تصاویری که در کتاب ها و وبسایت ها مشاهده کرده اید، توسط میکروسکوپ های زمینه روشن گرفته شده اند. این تکنیک کنتراست بسیار اندکی دارد و برای مشاهده بهتر نمونه باید به رنگ آمیزی آن روی آورد.
  • زمینه تاریک: در این روش، همانطور که پیش تر ذکر شد، کندانسور میزان نور تابیده شده را کنترل می کند.
  • نورپردازی راینبرگ: نورپردازی راینبرگ تقریبا مشابه به روش زمینه تاریک است، اما با این تفاوت که طی این نورپردازی، یک سری فیلترهای خاص، رنگ آمیزی چشمی برای نمونه انجام می دهند، بدون آنکه واقعا رنگ آمیزی صورت پذیرد.
  • فاز کنتراست: این تکنیک بهترین راه مطالعه نمونه های زنده مثل سلول های کشت شده است. در یک میکروسکوپ فاز کنتراست، ابزارهایی حلقه مانند در لنزهای آبژکتیو و کندانسور، نور را به چند بخش تقسیم می کنند. نوری که از مرکز می گذرد، با نوری که از کناره های نمونه می گذرد ترکیب می شود و تصویری تاریک تر از پس زمینه پدید می آورد.

فاز کنتراست (سمت راست) و زمینه روشن (سمت چپ) – تصویر پارامسی زیر میکروسکوپ

  • دیفرانسیل کنتراست تداخل (DIC): روش DIC از فیلترهای قطبی و منشورها برای جداسازی و جمع آوری دوباره مسیرهای نوری استفاده می کند تا یک تصویر سه بعدی از نمونه ارائه دهد. روش DIC به نام نومارسکی، مخترع آن نیز شناخته می شود.
  • مدولاسیون کنتراست هافمن: این شیوه نیز مشابه روش نومارسکی است، با این تفاوت که پلیت های آن دارای شکاف های ریزی در محور موازی و عمود بر جهت تابش نور دارند. از این طریق نیز تصاویر سه بعدی پدید می آید.
  • پولاریزاسیون: این میکروسکوپ ها از دو پولاریزه کننده در دو جهت نمونه استفاده می کنند که عمود بر هم قرار گرفته اند. بنابراین فقط نوری که از نمونه می گذرد، به عدسی چشمی می رسد. نور در این حالت حین گذر از فیلترها پولاریزه می شود.
  • فلوئورسنس: این مدل میکروسکوپ ها از نورهای طول موج کوتاه و پر انرژی (معمولا فرابنفش) استفاده می کنند تا الکترون های موجود در مولکول های خاص را تحریک کرده و آن ها را به سطح بالاتری از مدار چرخشی خود ببرد. در این حالت مولکول ها تابشی خاص پیدا می کنند و تصویری حاصل می شود.

میکروسکوپ های نوری می توانند اجزای سلول زنده، بافت ها و حتی جزئیات چیزهای غیر زنده مثل یک تکه سنگ یا بخشی از خاک را به ما نشان دهند. ساده و پیشرفته، همه میکروسکوپ ها طی قرن های گذشته کمک بسیاری به بشر کرده اند و سطح دانش و بهداشت عمومی را بهبود بخشیده اند.

The post appeared first on .

میکروسکوپ های نوری چگونه کار می کنند؟

(image)

از زمان اخترا میکروسکوپ های نوری در اواخر قرن شانزدهم میلادی تاکنون، این ابزارها بسیار پیشرفت کرده اند و به دانش کلی ما در زمینه های مختلف زیست شناسی و پزشکی افزوده اند. میکروسکوپ ها می توانند تصاویر را تا هزاران برابر بزرگ کرده و جزئیات ریزشان را نمایش دهند.

دانش و فناوری میکروسکوپی نوری از زمان ابداع اولین میکروسکوپ توسط رابرت هوک و آنتونی فن لیونهوک بسیار تغییر کرده و مدرن تر شده است. تکنیک های ویژه و دانش نورشناسی به انسان کمک کردند تا با ساختارهای ویژه بیوشیمیایی درون سلول های زنده آشنا شوند.

میکروسکوپ ها حتی حالا وارد دوره دیجیتالی هم شده اند. با بهره گیری از دوربین های دیجیتال و دستگاه های بار جفت شده (CCD ها)، میکروسکوپ ها حالا می توانند از نمای زیر لنزها عکسبرداری نیز انجام دهند. با این حال، بیس و پایه میکروسکوپ ها همانی است که چند صد سال پیش به کار برده شد و این روزها در کلاس های عملی زیست شناسی یاد می گیریم.

نحوه کارکرد میکروسکوپ بسیار شبیه به یک تلسکوپ است که برای مشاهده ستاره ها از آن استفاده می کنیم. اما چندین تغییر کوچک سبب شده تا تفاوتی عظیم میان این دو دستگاه پدید آید.

یک تلسکوپ باید مقادیر بسیاری از نور ساطع شده توسط اجسام دور را در گستره وسیعی از تاریکی کهکشان جمع کند. بنا به همین دلیل، تلسکوپ نیازمند لنزهای آبژکتیو بزرگ است. چون لنزهای آبژکتیو بزرگ هستند، تلسکوپ تصویر شیء را در نقطه کانونی دوری نمایش می دهد که به همین دلیل، تلسکوپ ها بسیار طویل هستند. سپس، بخش انتهایی تلسکوپ که جلوی چشم انسان قرار می گیرد، تصویر را پیش چشم بزرگ نمایش می دهد.

برخلاف تلسکوپ، یک میکروسکوپ، نور را از محیطی بسیار محدود شده و باریک که به شکلی قابل قبول نورانی شده جمع می کند. نمونه زیر لنزهای آبژکتیو قرار گرفته و نور به میزان کافی از درون آن گذر می کند. به جای تصویربرداری از اجسامی عظیم که میلیون ها کیلومتر با ما فاصله دارند، تلسکوپ از جسمی که تنها چند میلیمتر از آن فاصله گرفته نور را دریافت می کند.

میکروسکوپ زمینه روشن – ساقه گیاه تک لپه

در عوض، لنزهای آبژکتیو میکروسکوپ هم بسیار کوچک و کروی هستند. کوچک و کروی بودن لنزها سبب کاهش فاصله نقطه کانونی خواهند شد (برعکس تلسکوپ)، به همین دلیل میکروسکوپ بسیار کوچک است. سپس، تصویر گرفته شده از لنزهای آبژکتیو توسط قطعه ای دیگر به نام لنزهای چشمی بزرگ می شود.

اختلاف بزرگ بعدی میان تلسکوپ و میکروسکوپ، وجود منبع نوری و کاندنسور در میکروسکوپ است. واضح است که منبع نوری وظیفه روشن کردن نمونه زیر میکروسکوپ را به عهده دارد اما کاندنسور می تواند میزان ورود نور را کنترل کند. بسته به نوع و ضخامت نمونه، می توان دریچه قرار گرفته در بالای منبع نوری و زیر نمونه را باز یا بسته کرد، تا ورود نور را کنترل کرد.

مورد بعدی اینکه، تلسکوپ لنز ثابت آبژکتیو و لنزهای قابل تعویض چشمی دارد اما میکروسکوپ دقیقا در نقطه مقابل، لنزهای قابل تعویض آبژکتیو و لنز ثابت چشمی دارد. با تغییر لنزها، می توان میزان بزرگنمایی را کنترل کرد.

یک میکروسکوپ نوری، چه مدل های ساده دانش آموزی و چه مدل های پیشرفته که در آزمایشگاه های تحقیقاتی وجود دارند، باید اجزای زیر را داشته باشند:

  • سیستم کنترل نمونه: این بخش از نمونه وظیفه محکم نگه داشتن نمونه را در سر جای خود دارد. گیره ها لام را محکم در بر می گیرند تا تکانی متوجه حال آن نشود. در کنار لام، تکه های آهنی خط کش مانندی قرار گرفته اند که درجه هایی روی آن مشخص شده. با استفاده از این اعداد و ارقام می توان جایگاه عکس در نمونه را ثبت کرد تا نمایش آن زیر میکروسکوپ دیگری سریع تر شود. در واقع این خط کش ها، آدرس تصویر در نمونه را به محقق می دهند. نمونه روی استیج قرار می گیرد و در مرکز استیج، یک حفره وجود دارد تا نور از آن عبور کرده و زیر نمونه بخورد. بسته به نوع میکروسکوپ، یک، دو یا چند پیچ، میزان حرکت عمودی استیج را کنترل می کنند.
  • سیستم روشنایی: منبع نور و کندانسور مهم ترین بخش های سیستم روشنایی هستند. منبع نور یک چراغ پر قدرت است که شدت نور آن کم و زیاد می شود و کندانسور در بالا آن قرار گرفته تا میزان نور ورودی را کنترل کند.
  • لنزها: دو نوع لنز در بالا و پایین لوله اصلی قرار گرفته اند. یک الی چند لنز آبژکتیو در قسمت انتهایی برای تنظیم میزان بزرگنمایی و یک لنز چشمی یا آکولار برای مشاهده تصویر زیر میکروسکوپ.
  • فوکوس: روی بدنه میکروسکوپ، معمولا دو پیچ قرار گرفته که هر کدام با سرعتی خاص استیج را بالا و پایین می برند. این دو پیچ برای تنظیم لنزها و نمونه و قرارگیری آن ها در فاصله کانونی درست بسیار موثرند.
  • قسمت های پشتیبانی کننده: میکروسکوپ ها عمدتا سنگین هستند و از فلزات محکم برای ساخت آن ها استفاده می شود. اگر سعی در بلند کردن آن ها داشته باشید متوجه می شوید که چه پایه های پهن و محکمی دارند. این قسمت ها در ثابت نگه داشتن و استحکام کلی میکروسکوپ نقشی موثر دارند. اگر این دستگاه به راحتی از جای خود تکان بخورد و ثبات کافی در بخش های مختلف آن وجود نداشته باشد، پژوهشگر هیچگاه نمی تواند به راحتی نمونه ها را مورد مطالعه قرار دهد.

میکروسکوپ فلوئورسنس – سلول های عصبی

وقتی با استفاده از یک میکروسکوپ، نمونه ای را مشاهده می کنید، کیفیت تصویر به یکی از فاکتورهای زیر وابسته است:

  • روشنایی: چقدر تصویر دریافتی روشن یا تیره است؟ میزان روشنایی وابسته به عملکرد و تنظیم صحیح واحدهای روشنایی است. می توانید لامپ قرار گرفته در منبع نور را تغییر داده یا حتی به سادگی میزان نور را کم و زیاد کنید. تنظیم کندانسور نیز برای دریافت نور مناسب اهمیت دارد.
  • فوکوس: اگر تصویر مات و بی کیفیت باشد، باید با استفاده از پیچ های تنظیم، استیج (که نمونه روی آن قرار گرفته) را اندکی بالا و پایین ببرید تا تصویر در فاصله کانونی مناسب قرار بگیرد. میزان ضخامت لامل (شیشه باریکی که روی نمونه قرار می گیرد) نیز در این زمینه نقشی مهم ایفا می کند.
  • رزولوشن: هرچه دیافراگم عددی لنزهای آبژکتیو بیشتر باشد، رزولوشن و وضوح تصویر نیز بهتر خواهد شد. طول موج نوری که از درون لنزها می گذرد نیز در نمایش رزولوشن مناسب اهمیت دارد.
  • کنتراست: کنتراست نیز وابسته به سیستم روشنایی است و با تغییر شدت نور می توان آن را کنترل کرد. مواد شیمیایی خاصی که به نمونه اضافه می شوند نیز کنتراست را دستخوش تغییر می کنند.

به ترتیب از راست به چپ: راینبرگ، زمینه تاریک، زمینه روشن – تصویر کنه زیر میکروسکوپ

مشکل بعدی مشاهده نمونه زیر میکروسکوپ آن است که تصاویر کنتراست کافی را ندارند؛ خصوصا اجزای زنده مثل سلول ها. اما رنگدانه های طبیعی که برای مثال درون برگ گیاهان دیده می شوند، کنتراست مناسبی را پدید می آورند.

یک راه برای بهبود کنتراست، رنگ آمیزی نمونه با مواد شیمیایی خاصی است که فقط روی بخش های خاصی از سلول تاثیر می گذارند. راه حل های مختلفی ابداع شده اند تا کنتراست را بهبود دهند. عمده تلاش ها در بخش سیستم روشنایی و نوع نوری که از حفره استیج می گذرد صورت گرفته.

برای مثال، یک میکروسکوپ زمینه تاریک از کندانسوری استفاده می کند که عمده نور تابیده شده را دفع کرده و صرفا بخش خاصی از روشنایی را به نمونه می تاباند و این پروسه را دقیقا همانند یک کسوف انجام می دهد.

میکروسکوپ های مختلف برای مطالعات متنوع کاربرد دارند که در زیر به شکلی کلی به آن ها اشاره می کنیم اما وارد جزئیات شان نمی شویم:

  • زمینه روشن: تقریبا عمده تصاویری که در کتاب ها و وبسایت ها مشاهده کرده اید، توسط میکروسکوپ های زمینه روشن گرفته شده اند. این تکنیک کنتراست بسیار اندکی دارد و برای مشاهده بهتر نمونه باید به رنگ آمیزی آن روی آورد.
  • زمینه تاریک: در این روش، همانطور که پیش تر ذکر شد، کندانسور میزان نور تابیده شده را کنترل می کند.
  • نورپردازی راینبرگ: نورپردازی راینبرگ تقریبا مشابه به روش زمینه تاریک است، اما با این تفاوت که طی این نورپردازی، یک سری فیلترهای خاص، رنگ آمیزی چشمی برای نمونه انجام می دهند، بدون آنکه واقعا رنگ آمیزی صورت پذیرد.
  • فاز کنتراست: این تکنیک بهترین راه مطالعه نمونه های زنده مثل سلول های کشت شده است. در یک میکروسکوپ فاز کنتراست، ابزارهایی حلقه مانند در لنزهای آبژکتیو و کندانسور، نور را به چند بخش تقسیم می کنند. نوری که از مرکز می گذرد، با نوری که از کناره های نمونه می گذرد ترکیب می شود و تصویری تاریک تر از پس زمینه پدید می آورد.

فاز کنتراست (سمت راست) و زمینه روشن (سمت چپ) – تصویر پارامسی زیر میکروسکوپ

  • دیفرانسیل کنتراست تداخل (DIC): روش DIC از فیلترهای قطبی و منشورها برای جداسازی و جمع آوری دوباره مسیرهای نوری استفاده می کند تا یک تصویر سه بعدی از نمونه ارائه دهد. روش DIC به نام نومارسکی، مخترع آن نیز شناخته می شود.
  • مدولاسیون کنتراست هافمن: این شیوه نیز مشابه روش نومارسکی است، با این تفاوت که پلیت های آن دارای شکاف های ریزی در محور موازی و عمود بر جهت تابش نور دارند. از این طریق نیز تصاویر سه بعدی پدید می آید.
  • پولاریزاسیون: این میکروسکوپ ها از دو پولاریزه کننده در دو جهت نمونه استفاده می کنند که عمود بر هم قرار گرفته اند. بنابراین فقط نوری که از نمونه می گذرد، به عدسی چشمی می رسد. نور در این حالت حین گذر از فیلترها پولاریزه می شود.
  • فلوئورسنس: این مدل میکروسکوپ ها از نورهای طول موج کوتاه و پر انرژی (معمولا فرابنفش) استفاده می کنند تا الکترون های موجود در مولکول های خاص را تحریک کرده و آن ها را به سطح بالاتری از مدار چرخشی خود ببرد. در این حالت مولکول ها تابشی خاص پیدا می کنند و تصویری حاصل می شود.

میکروسکوپ های نوری می توانند اجزای سلول زنده، بافت ها و حتی جزئیات چیزهای غیر زنده مثل یک تکه سنگ یا بخشی از خاک را به ما نشان دهند. ساده و پیشرفته، همه میکروسکوپ ها طی قرن های گذشته کمک بسیاری به بشر کرده اند و سطح دانش و بهداشت عمومی را بهبود بخشیده اند.

The post appeared first on .

میکروسکوپ های نوری چگونه کار می کنند؟