لماذا يظهر لنا أحيانا في أفلام السينماء أن عجلات العربات تدور إلى الوراء؟!

ربما لاحظت عند مشاهدة أحد أفلام رعاة البقر Western، ان عجلات العربة التي تنطلق بعيدا عن سواها من العربات، تدور للأمام لأول وهلة ثم تبدأ بالدوران إلى الخلف قبل أن تتحرك بشكل طبيعي.
ونلاحظ الظاهرة نفسها في مشهد تلفزيوني تنقله كاميرا محمولة على سيارة في سباق عربات مثلا. بحيث تظهر الإطارات الأمامية وكأنها تدور إلى الخلف بعكس اتجاه العربة. فما هو سبب هذه الظاهرة غير المعقولة؟
تظهر الصورة المتحركة في الفيلم نتيجة تتابع معين من الصور الثابتة ( عادة 24 صورة في الثانية ). ويعمل الدماغ على حفظ الصور ونقلها بالتتابع دون اعتبار الفواصل البسيطة، فتنتقل إلينا بذلك صورة متحركة عما يحدث.
لكن، أحيانا يحدث خلل في هذه القاعدة حسب شكل المواد وحركتها. فتخيل مثلا انك تصور عجلة قديمة ذات أشعة داخلية تدور 24 مرة في الثانية-هذه ستكون عربة سريعة جدا – لكم نرجو أن تتحمل معنا بهدف المناقشة.
ستجد ان الأربع وعشرين صورة الثابتة المأخوذة في ثانية واحدة ستظهر الدولاب في الموضع نفسه.
وعلى الرغم من ان العربة ستظهر في الفيلم وهي تتقدم الى الأمام عكس المكان المحيط بها، إلا أن الدواليب ستبدو ثابتة. وإذا دارت الدواليب، لنقل 23 دورة في الثانية – فستفشل العربة في اتمام الدورة الكاملة في كل صورة ثابتة. وعندما يتم بث الصور معا، ستبدو الدواليب وكأنها تدور الى الوراء.
ما هي التوافقيات؟!
يحدث الشيء نفسه عندما تدور الدواليب بسرعة اقل او بعدد ثابت من الدورات في الثانية مثل 24-12-6-3-1 وهذا بالطبع يعتمد على عدد أشعة الدولاب. فمثلا، في حالة الدولاب الذي يدور 12 مرة في الثانية، كل صورة ستظهر نصف دورة، لكن إذا كان للدولاب عدد موازي ومنتظم من الأشعة الداخلية، فسيظهر الدولاب ثابتا. وإذا كان الدولاب يدور 3 دورات في الثانية، فإن كل صورة ثابتة ستظهر واحد على ثمانية من الدورة. وطالما أن عدد الأشعة في الدولاب مطابق لذلك فستظهر الصورة ثابتة .(مثل 8 أو 16 شعاعا) ونأتي بهذه الأمثلة لتوضيح صعوبة دوران العربة بسرعة 24 دورة في الثانية.
وعلى الرغم من كل سبق، فإن هذه الأمثلة السابقة نادرا ما تعمر طويلا في العالم الحقيقي. وأثناء انطلاق العربة من بين عدد آخر من العربات ستكون ذات حركة بطيئة، وستفشل في إتمام الدورات كاملة، وبذلك ستظهر وكأنها تدور الى الوراء. وعندما تزداد سرعة العربة تدريجيا ستبدأ بالظهور في حالة دوران الى الأمام، وقد تعود وتخفف سرعتها فتظهر الدواليب من جديد وكأنها تدور الى الخلف. وبشكل مماثل، نجد أن صورة الفيلم التلفزيوني تظهر متحركة نتيجة تسليط الضوء عليها 25 مرة في الثانية. وهذا هو سبب صعوبة التقاط صورة من فيلم تلفزيوني. فإذا كانت سرعة الوميض في عدسة كاميرتك تزيد على واحد من 25 من الثانية، فإن الكاميرا ستتمكن من التقاط صورة ثابتة. ومثال آخر، نجد أن صورة التلفاز على شاشات التلفاز الأخرى أو أجهزة المراقبة الإلكترونية ستظهر خلالا بشكل دائم وذلك لعدم تطابق دورات الصورة أو حركتها في كل منهما.
والأمثلة السابقة حول هذه الظاهرة، تشير الى بعض الاستخدامات العملية وبعض المخاطر في الحياة العملية.
الأخطار:
إن الضوء الصادر من النيون يتكون من تيار كهربائي متبادل يظهر بشكل نبضات ضوئية منفصلة. وإذا كان مصدر الكهرباء يتردد بقوة 50 هرتز(أو دورة) في الثانية(وهذا ما هو متعارف علية في معظم دول العالم) فسيحدث في النيون مائة نبضة في الثانية بما أن التيار متبادل من الطرفين. وفي معظم الحالات، وكما يحدث أثناء مشاهدة فيلم سينمائي، فإن العين (أو الدماغ بشكل أدق)، غير مدرك لما يحدث. لكن، في المعامل والمصانع الضخمة، حيث يستخدمون الآن دوارة مثل "المخارط" (مخرطة الأخشاب وغيرها)،وتحت مثل هذا النوع من الضوء، ستبدو الأجزاء المتحركة من الآلة كأجزاء ثابتة لبعض الوقت فيها، في حين أن بها تيار كهربائيا يتردد بقوة مئة دورة في الثانية. هنا قد تقع حوادث جمة ومؤسفة ( تخلصت المصانع الكبرى من هذه المشكلة باستخدام مصابيح عادية ذات وهج تونغستن. لأن هذا النوع يستمر في التوهج تبعا لتردد المصدر الكهربائي، وهذا يؤدي الى التخلص من النبضات الكهربائية والضوئية المتواترة).
استخدامات ذات فائدة:
يمكن استخدام هذه الظاهرة لصالح الإنسان، فإذا أردنا مثلا، التحقق من سرعة دوران شيء مثل طبق الأسطوانة الموسيقية في جهاز موسيقي، يمكننا استخدام أداة تعرف باسم "ستوربوسكوب". وهو عبارة عن ضوء يمكن تعديله بحيث يصدر ضوءا ضمن تردد معين.
فالستوربوسكوب الذي يتوهج ضمن معدل 45 مرة في الدقيقة سيجعل طبق الأسطوانة الموسيقية الذي يدور 45 مرة في الدقيقة، يظهر بأنه ثابت، وهذا يؤكد أنه يعمل بشكل سليم.