الليزر يكشف سر نغمات جرس بيغ بن

علماء يوجهون أشعة الليزر داخل ساعة بيغ بن
استخدم علماء أشعة الليزر لتحليل كيف ينشأ صوت دقات جرس ساعة بيغ بن.
ويعد جرس بيغ بن، الذي يعرف رسميا باسم الجرس الأعظم، الأكبر من بين خمسة أجراس معلقة في
برج إليزابيث، في قصر ويستمينستر بالعاصمة البريطانية لندن.
وحصل فريق بي بي سي على فرصة حصرية للاطلاع على أول محاولة لرسم خريطة ذبذبات
جرس بيغ بن، وكشف كيف ينتج نغمته المتناسقة.
واستُخدم اثنان من أجهزة الليزر لفحص جرس بيغ بن، وقت إصدار دقات الساعة التاسعة،
والعاشرة، والحادية عشر، والثانية عشر.
ويقول مارتن كوكريل، من جامعة ليسيستر، والذي قاد فريق الدراسة: "بعيدا عن الجوانب التقنية، كان من أصعب
الأشياء بالنسبة لنا هو حمل كل معداتنا، والصعود بها عبر 334 من درج السلم الحلزوني ببرج الساعة".
وأضاف: "بعد ذلك كان علينا إعداد كل شيئ، قبل أن يقرع جرس الساعة للمرة الأولى بعد وصولنا. لقد كنا
فعلا نسابق الزمن".
وأجريت الدراسة بناء على طلب من بي بي سي، وستُعلن نتائجها ضمن برنامج "الموجات الصوتية: سيمفونية
الطبيعة" الذي يذاع على راديو بي بي سي فور.
رسم خريطة الذبذبات
واستخدم العلماء تقنية للقياس تسمى "ليزر دوبلر فايبروميتري"، وتضمنت تصميم رسم حاسوبي ثلاثي الأبعاد
لجرس بيغ بن، ثم استخدم العلماء جهازي ليزر لرسم خريطة للذبذبات في الجسم المعدني للجرس.
ومن خلال القياسات، أنتج العلماء رسوما متحركة تعرض أشكال الذبذبات المختلفة للجرس

رسم متحرك ثلاثي الأبعاد يظهر واحدا من أشكال ذبذبات جرس بيغ بن
ويقول مارتن كوكريل: "كثير من الذبذبات في الجسم المعدني للجرس دقيقة للغاية، لدرجة لا يمكن معها
رؤيتها بالعين المجردة. لكننا تمكنا من رسم خريطة لها باستخدام تقنية الليزر وليس فقط نقطة أو اثنتين على السطح.
لقد تمكنا من الحصول على أكثر من 500 قياس عبر السطح، و التي لم تكن متاحة عبر التقنيات السابقة".
ما حجم جرس بيغ بن؟
صُنع جرس بيغ بن من جانب شركة "وايتشابل بيل فاوندري" عام 1858، ويزن نحو 13.7 طن، ويعد
واحدا من أكبر الأجراس في بريطانيا.
ووفقا للعلماء، فإن الجرس أكثر سمكا من الأجراس الأخرى المماثلة له في الحجم، وأثقل وزنا، ومن ثم يصدر
نغمة أعلى من المتوقع مقارنة بطول قطره.
وتصدر "نَغَمات" جرس بيغ بن، عندما تدق مطرقة ضخمة وزنها 200 كيلوغرام على جانب الجرس، وتطلق ذبذبات
في الجسم المعدني، ما يتسبب في صدور صوت الجرس بأكمله.
وتقول هيلين تشيرسكي، مقدمة برنامج "الموجات الصوتية: سيمفونية الطبيعة"، إنه بالرغم من تصورنا أن دقات جرس
بيغ بن عبارة عن صوت واحد، لكنها في الحقيقة تتشكل من سلسلة من الترددات المختلفة.
وتضيف: "الشيئ المثير بشأن الأجراس هو أن هناك الكثير من الذبذبات مختلفة الأشكال، وكلها تحدث في وقت
واحد وفوق بعضها البعض. الذبذبات الأبطأ تنتج أصواتا أعمق، ويصنع كل جرس مزيجا متميزا من النغمات الموسيقية"

هيلين تشيرسكي تقدم البرنامج من داخل برج ساعة بيغ بن
صوت السكون
وأُجريت قياسات الليزر لجرس بيغ بن قبل إجراء عملية الصيانة، التي أُعلنت في أبريل/ نيسان من العام الماضي.
وتتضمن عملية الصيانة إسكات صوت الجرس مؤقتا، بسبب إجراء صيانة مهمة للساعة.
وأكد البرلمان البريطاني أن المرحلة الأولى من عملية الصيانة تجري حاليا. وتتضمن خطة الصيانة أن
يقرع جرس بيغ بن في الأحداث المهمة.
ويتوقع أن تعمل ساعة وجرس بيغ بن بشكل اعتيادي، خلال النصف الأول من العام الجاري 2017.
حقائق عن بيغ بن
أذاعت بي بي سي دقات جرس بيغ بن لأول مرة في ليلة رأس السنة الميلادية عام 1923.
يبلغ قطر جرس بيغ بن 2.7 متر، وارتفاعه 2.2 متر، ويزن 13.7 طن. ويبلغ وزن المطرقة
التي تقرع الجرس 200 كيلوغرام.
في عام 2012، أُعيدت تسمية "برج الساعة" باسم "برج إليزابيث"، بمناسبة اليوبيل الماسي لجلوس
الملكة إليزابيث على العرش.