Tonggak Sejarah di Bidang OptikUntuk memperoleh manfaat sepenuhnya dari kumpulan pengamatan Brahe tentang planet, Kepler perlu lebih banyak memahami tentang pembiasan cahaya. Bagaimana pantulan cahaya dari sebuah planet dibiaskan sewaktu memasuki atmosfer bumi? Penjelasan Kepler tertuang dalam buku Supplement to Witelo, Expounding the Optical Part of Astronomy (Suplemen untuk Witelo, Menjabarkan Bagian Optik dari Astronomi), yang lebih banyak memberikan perincian tentang karya Witelo, Ilmuwan Abad Pertengahan. Buku Kepler itu adalah tonggak sejarah di bidang optik. Ia adalah orang pertama yang menjelaskan cara kerja mata.
Masyarakat Belanda mempunyai sebuah sejarah dan tradisi perekaan dan penemuan. Para ahli sains dan jurutera Belanda telah memberi sumbangan yang besar kepada kemajuan manusia pada keseluruhannya dari sesuatu yang mudah seperti kilang papan sehingga mikrobiologi dan organ-organ tiruan. Yang ditunjukkan di bawah adalah sebahagian senarai perekaan dan penemuan Belanda.
Berikut ini adalah contoh-contoh perekaan beserta penemunya :
TeleskopHans Lippershey ialah tokoh yang mencipta dan menyebar teleskop praktikal yang pertama. Walaupun teleskop kasar dan teropong kecil mungkin pernah dicipta lebih awal lagi, Lippershey dipercayai merupakan orang yang pertama untuk memohon paten dan menyebar reka bentuknya untuk kegunaan umum pada tahun 1608. Jacob Metius yang juga memohon paten tersebut dikalahkan oleh Lippershey kerana lambat beberapa minggu. Bagaimanapun, Lippershey tidak berjaya mendapat paten tetapi sebaliknya, beliau diberi ganjaran yang lumayan oleh kerajaan Belanda untuk salinan-salinan reka bentuknya. Pemerihalan alat Lippershey dengan cepatnya tiba di tangan Galileo Galilei yang kemudian mencipta sebuah reka bentuk kerja pada tahun 1609 dan dengan rekaannya itu, membuat cerapan-cerapan yang diperihalkan dalam karyanya, Sidereus Nuncius, pada tahun 1610.
Terdapat legenda bahawa anak-anak Lippershey sebenarnya yang menemui teleskop ketika bermain dengan kanta-kanta cacat di dalam bengkel bapa mereka, tetapi kebenaran cerita ini diragui. Anak lelaki Zacharias Janssen dari Middelburg kemudian memberikan keterangan di dalam mahkamah bahawa Lippershey telah mencuri daripada bapanya gagasan untuk rekaan teleskop — ketika pencurian itu, Janssen hanya berumur dua tahun.Kawah Lippershey di Bulan dinamai sempena Hans Lippershey
MikroskopPada tahun 1590, Hans dan Zacharias Janssen, anak lelakinya, mereka mikroskop majmuk yang pertama. Mikroskop itu mempergunakan satu kanta kaca jarak fokus pendek sebagai kanta objek, dan lagi satu kanta kaca untuk kanta matanya (atau okular). Anton van Leeuwenhoek, seorang penduduk Delft, melancarkan mikroskopi kuasa tinggi secara berkesan dengan menggunakan mikroskop kanta tunggal yang mudah. Dengan alat-alat yang sederhana itu, beliau menemui alam mikroorganisma. Mikroskop-mikroskop moden adalah jauh lebih rumit, dengan komponen-komponen kanta berbilang di dalam kedua-dua pemasangan kanta objek dan kanta matanya. Kanta-kanta komponen berbilang itu direka bentuk untuk mengurangkan aberasi, khususnya aberasi kromatik dan aberasi sfera. Di dalam mikroskop-mikroskop moden, cermin kini digantikan dengan unit lampu yang memberi pencahayaan yang stabil serta boleh kawal. Walau bagaimanapun, mikroskop-mikroskop optik telah diperkembangkan daripada reka-reka bentuk Belanda yang awal itu.
Jam bandulJam bandul mempergunakan sebuah bandul sebagai asas masanya. Dari penciptaannya sehingga sekitar tahun 1930, jam-jam yang paling tepat ialah jam bandul. Bagaimanapun, ia tidak dapat beroperasi di dalam kenderaan kerana pecutan kenderaan menjejaskan bandulnya (lihat kronometer untuk perbincangan tentang masalah-masalah jam pandu arah).
Jam bandul yang direka oleh Christian Huygens pada tahun 1656, berasaskan bandul yang diperkenalkan oleh Galileo Galilei, kemudian menjadi mekanisme pilihan untuk mengukur masa dengan tepat buat berabad-abad, dengan jam-jam balai cerap Fedchenko dikeluarkan selepas Perang Dunia II sehingga sekitar tahun 1960 menandakan keakhiran zaman bandul sebagai piawai masa yang digunakan.Jam bandul masih umum digunakan di rumah
ElektrokardiografPada abad ke-19 menjadi jelas bahawa jantung dapat menjanakan elektrik. The first to systematically approach the heart from an electrical point-of-view was Augustus Waller, bekerja di St Mary's Hospital di Paddington, London. Pada 1911 dia masih melihat sedikit application klinik untuk kerjanya. Kejayaan cemerlang datang apabila Willem Einthoven, yang bekerja di Leiden, Belanda, menggunakan string galvanometer yang dicipta olehnya pada 1901, yang lebih sensitif daripada capillary electrometer yang Waller guna. Einthoven diassignkan huruf-huruf P, Q, R, S dan T ke berbagai defleksi, dan menggambarkan ciri-ciri berelektrokardiograf pada bilangan gangguan cardiovascular. Dia dianugerahkan pada 1924 Nobel Prize for Physiology or Medicine untuk penemuannya.
Mikroskop beza jelas fasaOleh sebab cahaya bergerak melintasi medium yang bukan hampagas, saling tindak cahaya dengan medium itu menyebabkan amplitud dan fasanya berubah dengan cara yang bergantung kepada sifat-sifat medium tersebut. Perubahan-perubahan amplitud menyebabkan penyerapan cahaya yang menimbulkan warna-warna jika perubahan-perubahan tersebut adalah bersandar panjang gelombang. Mata manusia hanya mengukur tenaga cahaya yang tiba di retina. Oleh itu, perubahan-perubahan fasa tidak dapat dilihat dengan mudah, walaupun ia seringnya memberi banyak maklumat.
Keadaan yang sama adalah benar juga bagi mikroskop tipikal, iaitu walaupun perubahan-perubahan fasa yang disebabkan oleh sampel dikekalkan oleh peralatan (sekurang-kurangnya pada had alat pengimejan yang sempurna), maklumat-maklumatnya hilang dalam proses mengukur cahaya. Untuk menyebabkan perubahan-perubahan fasa dapat dilihat, cahaya yang melintasi sampel perlu digabungkan dengan alur cahaya rujukan supaya gangguan yang dihasilkan akan mendedahkan struktur fasa sampel tersebut.
Ini disedari buat pertama kali oleh Frits Zernike ketika mengkaji parutan belauan. Semasa membuat kajian-kajian itu, beliau menyedari dengan sepenuhnya bahawa kedua-kedua syarat yang berikut harus dipatuhi:
gangguan alur cahaya rujukan diperlukan
untuk memaksimumkan beza jelas dengan teknik ini, anjakan fasa harus dibuat pada cahaya rujukan supaya keadaan tiada-perubahan-fasa akan mewujudkan gangguan musnah yang penuh.
Beliau kemudian menyedari bahawa teknik yang sama ini boleh juga digunakan untuk mikroskopi optik. Anjakan fasa yang diperlukan dihasilkan oleh cecincin-cecincin yang digores dengan tepat pada plat-plat kaca yang diletakkan pada lintasan optik mikroskop. Teknik ini membenarkan fasa-fasa untuk cahaya yang melintasi objek yang dikaji disimpul daripada keamatan imej yang dihasilkan oleh mikroskop. Ini ialah teknik beza jelas fasa.
Dalam mikroskopi optik, banyak objek seperti bahagian-bahagian sel protozoa, bakteria, dan ekor sperma adalah lut sinar penuh pada dasarnya, kecuali diwarnakan (dan dengan itu, dibunuh). Bagaimanapun, perbezaan ketumpatan dan komposisi objek-objek ini sering menyebabkan perubahan-perubahan fasa untuk cahaya yang melintasinya. Oleh itu, objek-objek tersebut kekadang dipanggil "objek fasa". Penggunaan teknik beza jelas fasa menyebabkan struktur-struktur tersebut dapat dilihat serta membenarkan kajian dengan spesimen yang masih hidup.
Teknik beza jelas fasa terbukti merupakan suatu kemajuan yang besar dalam bidang mikroskopi sehingga Zernike dianugerahi dengan Hadiah Nobel Fizik pada tahun 1953.
Cakera PadatDengan menggunakan teknologi cakera laser pada awal 1970-an, penyelidik-penyelidik Philips memulakan uji kaji cakera optik "audio-sahaja", mula-mulanya dengan menggunakan modulasi frekuensi (FM) jalur lebar dan kemudiannya dengan isyarat audio modulasi kod denyut (PCM). Namun cakera padat diperkembangkan oleh Philips daripada cakera penglihatan laser 12-inci Philips sendiri. Philips, Sony, dan syarikat-syarikat lain menyampaikan prototaip-prototaip cakera audio digit pada akhir dekad 1970-an.
Pada tahun 1979, Philips dan Sony memutuskan untuk bekerjasama dan menubuhkan sebuah pasukan petugas bersama yang bertujuan untuk mereka bentuk cakera audio digit yang baru. Ahli-ahli yang terkenal dalam pasukan petugas ini termasuk Kees Immink dan Toshitada Doi. Selepas pengujikajian dan perbincangan selama setahun, pasukan petugas itu menghasilkan "Buku Merah", piawai Cakera Padat. Philips menyumbangkan proses pengilangan am, berdasarkan teknologi cakera laser videonya, serta juga Modulasi Lapan-hingga-Empat Belas (EFM) yang memberikan kedua-dua masa bermain yang panjang serta kebingkasan yang tinggi terhadap kerosakan pengendalian seperti cakar dan cap jari; sebaliknya, Sony menyumbangkan kaedah pembetulan ralat, dan Pengekodan Reed-Solomon Antara Lembaran Silang (CIRC). Cerita Cakera Padat yang dikisahkan oleh seorang bekas ahli pasukan petugas memberikan maklumat latar tentang banyak keputusan teknik yang dibuat, termasuk pilihan frekuensi persampelan, masa bermain, serta diameter cakera.
Kilang papanCornelis Corneliszoon (lahir 1550 di Uitgeest - maut 1600) adalah pereka kilang papan. Sebelum rekaan kilang papan, papan-papan biasanya digergaji oleh dua orang pekerja yang menggunakan gergaji tangan, dengan blok-blok pelana digunakan untuk memasang balak dan sebuah lubang digali untuk pekerja (pitman) yang bekerja di bawah. Kerja menggergaji adalah lambat dan memerlukan lelaki-lelaki yang kuat serta lama bertahan. Pekerja di atas harus lebih kuat daripada pekerja di bawah kerana gergaji itu ditarik oleh setiap pekerja secara bergiliran, dengan pekerja di bawah mempunyai kelebihan graviti. Bagaimanapun, pekerja di bawah harus menderita habuk gergaji pada matanya. Pekerja di atas juga dikehendaki memandu gergaji supaya papan mempunyai tebal yang sama rata. Ini seringnya dibuat mengikut garis kapur.
Untuk mempercepatkan proses, papan-papan kilang yang awal hanya menyesuaikan gergaji tangan dengan menggunakan kuasa mekanik yang secara amnya dihasilkan oleh kincir air. Gerakan membulat kincir kemudian digantikan dengan gerakan bilah gergaji yang ulang-alik oleh peranti pitman dan dengan itu, memperkenalkan istilah baru yang digunakan untuk banyak aplikasi mekanik. Pitman adala serupa dengan aci engkol yang menggantikan gerakan ulang-alik menjadi gerakan membulat, tetapi pitman digunakan secara terbalik.
Umumnya hanya gergaji dibekali kuasa dan balak-balak kena dimuat dan digerakkan dengan tangan. Suatu perbaikan awal ialah perkembangan pembawa boleh gerak yang juga dibekali kuasa untuk menggerakkan balak melintasi bilah gergaji.
Kamera penguatkuasaan peraturan jalan rayaSyarikat Belanda Gatsometer BV yang ditubuhkan oleh Maurice Gatsonides, pelumba rali 1950-an, mereka kamera penguatkuasaan peraturan jalan raya yang pertama. Gatsonides ingin mengawasi dengan lebih tepat kelajuannya pada selekoh-selekoh balapan dan mereka peranti itu supaya dapat memperbaik masanya dalam perlumbaan. [2]. Syarikat itu kemudian memperkembangkan radar pertama yang digunakan untuk lalu lintas jalan, dan merupakan pembekal sistem kamera laju yang terbesar di dunia. Oleh sebab itu, kamera laju kekadang dirujuk sebagai "Gatso" di sebilangan negara. Peranti itu juga kekadang dirujuk sebagai "radar foto", walaupun banyaknya tidak menggunakan radar.
Sistem kamera penguatkuasaan peraturan jalan raya yang pertama yang diperkenalkan pada akhir dekad 1960-an menggunakan kamera filem untuk mengambil gambar. Sejak dari akhir dekad 1990-an, kamera digital mula diperkenalkan. Oleh sebab kamera digital boleh dihubungkan dengan modem atau antara muka elektronik yang lain untuk memindahkan gambar-gambar ke tempat pempropesan pusat secara automatik, kamera digital mempunyai kelebihan berbanding dengan kamera filem dari segi kecepatan untuk mengeluarkan saman serta mengawasi pengendalian lalu lintas. Walaubagaimanapun, sistem-sistem berasaskan filem masih umumnya memberi mutu gambar yang lebih baik dalam berbagai-bagai keadaan pencahayaan yang dihadapi di jalan raya, dan mahkamah-mahkamah di sesetengah bidang kuasa masih memerlukannya kerana gambar-gambar digital boleh diubah suai dengan mudah. Oleh itu, sistem-sitsem berasaskan filem masih dijual.
Balang LeydenBalang Leyden merupakan kapasitor asal yang diperkembangkan oleh Pieter van Musschenbroek pada abad ke-18, dan telah dipergunakan untuk banyak kajian elektrik yang awal. Peranti ini terdiri daripada sebuah balang kaca yang kedua-dua belah dalam dan luarnya disalut dengan logam. Lapisan sebelah dalamnya disambungkan kepada sebatang rod yang melalui penutup balang, dengan hujung rod tersebut mempunyai sebiji bola logam.
Reka bentuk tipikal terdiri daripada sebatang elektrod dan sekeping plat, dengan setiapnya menyimpan cas elektrik yang bertentangan. Kedua-dua unsur ini adalah berkonduksian dan diasingkan oleh sekeping penebat (umpamanya dieletrik kaca). Cas elektrik disimpan di permukaan unsur-unsur tersebut pada sempadannya dengan dieletrik.
PirometerPirometer dicipta oleh Pieter van Musschenbroek, dan merupakan peranti ukur suhu yang mengandungi berbagai-bagai susunan.
Jenis pirometer yang mudah menggunakan termoganding yang diletakkan di dalam relau atau pada benda yang hendak diukur. Output voltan termoganding dibaca daripada meter digital atau analog yang ditentukur dalam darjah Celsius (C) atau Fahrenheit (F). Terdapat banyak jenis termoganding dan kesemuanya ini boleh digunakan untuk mengukur suhu antara -200 °C hingga melebihi 1500 °C.
Istilah ini juga boleh dipergunakan untuk apa yang dipanggil pirometer optik yang merupakan satu kelas peranti bukan sentuh untuk mengukur suhu-suhu yang melebihi 600 °C. Ini biasanya digunakan untuk mengukur suhu logam yang berbara di dalam kilang keluli atau faundri.
Salah satu daripada pirometer bukan sentuh yang paling biasa ialah pirometer penyerapan-pemancaran yang merupakan termometer untuk menentukan suhu gas berdasarkan ukuran sinaran yang dipancar oleh sumber rujukan tertentukur sebelum dan selepas sinaran itu melalui dan diserap sebahagiannya oleh gas. Kedua-dua ukuran itu diambil pada jarak panjang gelombang yang sama.
Kapal selamKapal selam boleh kemudi yang pertama direka oleh Cornelius Drebbel semasa bertugas dengan Tentera Laut Diraja British. Dengan menggunakan reka bentuk William Bourne yang dicipta pada tahun 1578, beliau membina sebuah kapal selam boleh kemudi yang mempunyai rangka kayu yang dilitupi dengan kulit. Antara tahun 1620 dan 1624, Drebbel berjaya membina dan menguji dua buah kapal selam lagi, dengan setiapnya lebih besar daripada kapal selam dahulu. Model terakhir (ketiga) mempunyai enam dayung dan dapat menampung 16 orang penumpang. Model ini ditunjuk cara kepada Raja James I sendiri serta beribu-ribu orang anak London. Kapal selam itu menyelam selama tiga jam dan dapat belayar sebanyak 12 - 15 kaki (4 - 5 meter) di bawah permukaan air dari Westminster ke Greenwich dan balik. Kapal selam itu diuji banyak kali di Sungai Thames, tetapi tidak pernah digunakan untuk pertempuran.
Ginjal tiruanGinjal tiruan ialah mesin dan peranti-peranti berkait yang membenarkan pencucian darah pesakit yang menghidap kegagalan ginjal sementara (akut) atau berterusan (kronik). Prosedur untuk mencuci darah dengan cara ini dipanggil dialisis, sejenis terapi penggantian renal yang digunakan untuk memberikan penggantian tiruan untuk fungsi ginjal yang hilang, akibat kegagalan ginjal. Ia merupakan rawatan sistem sokongan hidup dan bukannya rawatan untuk penyakit ginjal. Dialisis boleh digunakan untuk pesakit teruk yang hilang fungsi ginjalnya secara tiba-tiba (kegagalan renal akut) atau untuk pesakit yang agak stabil yang hilang fungsi ginjalnya secara tetap (kegagalan renal peringkat akhir).
Ketika sihat, ginjal-ginjal membuang sisa-sisa darah (umpamanya, kalium, asid, dan urea) serta juga bendalir darah yang berlebihan dalam bentuk kencing. Rawatan-rawatan dialisis harus menduplikasi kedua-dua fungsi ini sebagai dialisis (pembuangan sisa) serta pengultraturasan (pembuangan bendalir).
Malaysia sekali lagi bangga kerana seorang lagi anak muda Malaysia, Faisal Rafiq Mahamd Adikan, 32, berpeluang membentangkan hasil kajiannya kepada anggota Parlimen United Kingdom (UK) di London, baru-baru ini.Dikenali sebagai Rafiq di kalangan keluarga dan teman-teman, beliau telah membentangkan hasil kajiannya di 'House of Common' dan juga memenangi salah satu Hadiah Seksyen bagi kategori kajian kejuruteraan terbaik di UK pada 2006.
Kajian yang dibentangkan di parlimen itu memaparkan teknologi terbaru dalam
bidang optik bersepadu yang dipanggil sebagai `flat fibre`.
Anak sulung daripada lima adik-beradik dari Kuala Lumpur, Rafiq merupakan pensyarah di Fakulti Kejuruteraan, Universiti Malaya yang sedang menyambung pelajaran di peringkat ijazah kedoktoran (PhD) di Optoelectronics Research Centre (ORC), Universiti Southampton, atas tajaan Kementerian Sains, Teknologi dan Inovasi (MOSTI).
Rafiq memberitahu, melalui penemuan tersebut teknologi gentian optik dan optik bersepadu telah berjaya digabungkan di dalam satu platform.
Beliau berkata, hasilnya, cip optik kini tidak lagi terhad dari segi saiz dan pada suatu hari nanti, cip tersebut akan mampu menjadi senipis kertas dan boleh dilentur mengikut bentuk yang dikehendaki.
Katanya, ini akan membuka satu lembaran baru dalam penyelidikan ke arah penghasilan peralatan berasaskan optik.
``Salah satu bidang penting yang dapat memanfaatkan teknologi 'flat fibre' adalah 'biosensor' yang mempunyai peranan dalam perubatan, kajian alam sekitar dan keselamatan,'' katanya melalui e-mail di sini baru-baru ini.
Menurut Rafiq lagi, sebagai contoh, `biosensor` boleh berperanan mengesan perubahan komposisi kimia di dalam sistem taliair awam dan teknologi 'flat fibre' pula berpotensi membolehkan pengesanan beberapa jenis bahan kimia dijalankan secara serentak dan meliputi kawasan sejauh beberapa kilometer dengan menggunakan hanya satu sampel 'flat fibre'.
Beliau menjelaskan, ciptaan tersebut adalah teknik penghasilan cip optik berkos rendah dan menufaaat daripada kriteria ini, teknologi ini boleh diguna pakai oleh semua orang, terutamanya dalam bidang perubatan seperti
pemeriksaan kandungan darah.
Tambah beliau, jika ia digunakan dalam taliair awam, dengan adanya biosensor ini, kualiti air yang dibekalkan kepada penduduk adalah terjamin dan mampu menyekat tindakan pencemaran yang tidak bertanggungjawab.
Katanya, Oleh kerana kos pembangunan yang rendah membolehkan teknologi ini boleh dimanfaatkan oleh negara-negara yang masih bergantung kepada sistem pengairan asli.
``Dengan ciptaan ini, saya membayangkan satu hari nanti peralatan
pemeriksaan kualiti darah contohnya, adalah sekecil duit syiling, mudah alih,
boleh dipakai buang dan murah. Malah ianya barangkali boleh digunapakai
di premis kediaman dan memudahkan pengesanan awal penyakit tanpa perlu
menunggu selama seminggu untuk mengetahui keputusannya,'' katanya.
Rafiq yang akan kembali ke tanahair dijangka Ogos ini memberitahu, Malaysia
telah memajukan industri fabrikasi gentian optik dan teknologi ini
boleh dimanfaatkan oleh industri tempatan sebagai saingan di peringkat global.
Menjelaskan lanjut mengenai penemuannya, beliau memberitahu talian komunikasi optik yang diketahui ramai adalah gentian optik.
Dalam pada masa yang sama, wujud bidang optik bersepadu yang menawarkan kepelbagaian fungsi dalam satu cip optik.
Katanya, Kedua-dua teknologi tersebut mempunyai keunikan masing-masing iaitu teknologi gentian optik menawarkan kebolehan pengangkutan data pada kadar yang pantas manakala bidang optik bersepadu menawarkan kebolehan kepelbagaian fungsi dalam sebuah cip yang hanya berukuran beberapa milimeter.
``Teknologi optik bersepadu yang ada pada masa ini adalah berasaskan cip silikon dan oleh itu terhad dari segi saiz dan tidak fleksibel dari segi mekanikal (tegar),'' katanya.
Sementara itu, Rafiq memberitahu seramai 50 anggota parlimen hadir pada hari pembentangan tersebut antara lain bertujuan untuk memberi mewujudkan hubungan dan rangkaian yang baik antara penyelidik-penyelidik muda dengan ahli-ahli politik di negara itu.
Beliau berkata, ia merupakan satu pengiktirafan yang penting dan merupakan peluang meningkatkan minat orang ramai berkenaan teknologi baru tersebut.
``Lebih manis lagi, hasil penyelidikan ini dicapai lebih kurang setahun
dari tarikh kebakaran besar yang berlaku di ORC yang menelan kerugian lebih
£50 juta.``
`` Makmal dan pejabat saya hangus sama sekali. Untuk bangkit dan
mendapat pengiktirafan sedemikian adalah amat bermakna. Sudah tentu ianya
tidak akan dicapai tanpa sumbangan daripada semua pihak di ORC serta sokongan keluarga,'' katanya yang bercadang terus bekerjasama dengan ORC dalam melanjutkan lagi kajian tersebut walaupun telah kembali ke tanah air nanti.
Sebelum ini seorang pelajar Malaysia, Najmil Faiz Mohamed Aris, 26,
yang sedang mengikuti kursus kejuruteraan di peringkat kedoktoran di
Universiti Metropolitan, Leeds, berjaya membuka mata industri UK menerusi
inovasi, `Nano` dan `Micro-Machine Process` yang diciptanyanya.
Najmil Faiz juga telah diberi penghormatan dan pengiktirafan membentangkan
kajiannya kepada anggota Parlimen United Kingdom pada 14 Mac tahun lepas.
