الصفر
الصِّفْر يطلق في علم الحساب على الرقم (0) الذي يُسمَّى في بعض الأحيان لاشيء أو صِفرًا، وهو الاسم الذي أطلق على هذا الرقم في الماضي. يُستخدم هذا الرقم للتعبير عن انعدام الكمّ. وتنشأ الحاجة إلى الصفر لاستخدامه في نظام المواضع الرقمية المستخدم على نطاق واسع هذه الأيام. ويحدِّد موضع الرقم أو مكانه في نظام المواضع الرقمي قيمة هذا الرقم. وبناءً على ذلك، إذا حلَّلنا الرقم 246 نجد أن الرقم 2 يعبِّر عن مائتين والرقم 4 يعبر عن أربع عشرات (أو أربعين) والرقم 6 يعبر عن ست وحدات أو ستة آحاد. ولكي نكتب الرقم 206، تنشأ الحاجة إلى رمز يبيِّن أنه لا يوجد رقم في موضع العشرات. ويقوم الصفر بهذا الغرض. وإذا أُضيف الصفر إلى الرقم أو طُرح منه فإن الناتج يكون الرقم الأصلي نفسه. أما القسمة على صفر فإنها تعطي قيمة غير محددة. ويُعدُّ الصفر عددًا صحيحًا.
يمثل الصفر نقطة البداية، أو وضع التعادل في جميع الموازين والمقاييس. ويتم وضع الأرقام الموجبة في يمين الصفر أو أعلاه، على حين تُوضع الأرقام السالبة على يسار الصفر أو أسفله. لكن الصفر قد يوضع في بعض أجهزة القياس، وفق شروط خاصة. فمثلاً، يُحدَّد الصفر في ميزان الحرارة المئوية درجة تجمُّد الماء، ويكتب ذلك على شكل 0°م. وكان العرب هم أول من اخترع الصفر.
كان الهنود يستخدمون سونيا وتعني الفراغ أو الخواء لتدل على كلمة صفر، وكان الصرب يستعملون هذا اللفظ (صفر) للدلالة على معنى الخلوّ من أمد بعيد، فقالوا: صفر اليدين، خالي اليدين، ومنها صفر الشهر المعروف. وقد كان الصفر العربي يرسم في الأصل حلقة صغيرة وسطها فراغ، وبقيت على ذلك في المغرب الإسلامي والأندلس، فيما انطمست في المشرق فصارت نقطة للتفريق بين الصفر والرقم 5 (خمسة). وقد ظهر الصفر مرسوم على هيئة نقطة في مؤلفات عربية تعود إلى سنة 274هـ، 787م وذلك قبل أن يظهر في الكتب الهندية.
انظر أيضًا:الأرقام العربية؛النظام العشري؛ العلوم عند العرب والمسلمين (الرياضيات).
| <img src="../theme4/nodelf.gif" align="baseline"> | صناعة الصُّفْر |
| <img src="../theme4/nodelf.gif" align="baseline"> | بعض استعمالات الصُّفْر |
| <img src="../theme4/nodelf.gif" align="baseline"> | نبذة تاريخية |
الصُّفْر ويسمى أيضًا النحاس الأصفر، سبيكة من النحاس والخارصين. وقد تُضاف عناصر أخرى للسبيكة للاستعمالات الخاصة. يستعمل الصُّفْر على نطاق واسع في صنع المكونات الصلبة والمثبتات الكهربائية والمجوهرات الرخيصة والزخارف.
تتراوح كمية النحاس المستخدمة في الصُّفْر بين 55% وأكثر من 95%. ويختلف لون الصُّفْر وخواصه باختلاف تركيبه. وعندما يحتوي الخليط على ما يقارب 70% نحاسًا يكون له لون أصفر ذهبي، ويعرف باسم الصُّفْر الأصفر أو الصُّفْر النبيل أو صُفْر الخرطوشة. وعندما يحتوي على 80% أو أكثر من النحاس يكون له لون نحاسي محمر ويعرف باسم الصُّفْر الأحمر أو النحاس الرخيص أو الوضيع. ويحتوي معدن منتز على 60% من النحاس و40% من الخارصين. والسبائك ذات المحتوى العالي من النحاس تكاد تكون طرية كالنحاس الصافي، ولكن إذا أضيف إليها الخارصين تُصبح أكثر قوة وقساوة. وتكون التراكيب المحتوية على 55% نحاسًا و 45% خارصينًا صلبة وهشة نوعًا ما.
وللحصول على مميزات خاصة يُضيف صانعو الصُّفْر عناصر أخرى إلى سبيكة النحاس والخارصين. يضاف الرصاص لتحسين القابلية للتصنيع (سهولة التقطيع). تُعرف السبيكة الناتجة باسم الصُّفْر المرصص. ويمكن تصنيع الصُّفْر الذي يحتوي على نسبة 1-3 من الرصاص بسهولة. وكثيرًا ما يُستعمل في صنع أجزاء ساعات الحائط والساعات اليدوية والأجهزة الدقيقة الأخرى. وكثيرًا ما يضاف القصدير والنيكل لزيادة مقاومة السبيكة للتآكل أو البِلَى. وقد يُضاف النيكل أيضًا للحصول على لون أبيض فضي يجعل من السبيكة وسيلة أكثر ملاءمة للطلي بالفضة. وكثيرًا ما تحتوي الآنية المسطحة والمجوفة المطلية بالفضة على قاعدة من الصُّفْر. أما العناصر الأخرى التي تضاف إلى الصُّفْر فهي الحديد والألومنيوم والمنجنيز.
صناعة الصُّفْر. الخطوة الأولى في صناعة الصُّفْر هي صهر النحاس في فرن كهربائي. وتضاف قطع صلبة من الخارصين إلى النحاس المصهور، فينصهر الخارصين بسرعة. وكثيرًا ما تُغطّى الفلزات السائلة بطبقة من الفحم للإقلال من ضياع الحرارة، ولمنع الخسائر المفرطة في الخارصين بالتبخر. انظر: التبخر. وبعد أن يتم صهر النحاس والخارصين ومزجهما تمامًا يكون الصُّفْر جاهزًا للصب. ويُمكن صبه مباشرة في قوالب ليأخذ شكل الأشياء المطلوبة، أي يمكن تشكيله بأشكال تشبه القوالب تدعى الصَّبَّات، أو في كتل أو قضبان صغيرة تدعى بيليت. ومثل هذه القضبان تُسهِّل عملية تخزين الصُّفْر والتعامل معه. يقطع العمال أعلى قالب الصُّفْر، ويحتوي هذا الجزء الذي أصبح في النهاية صلبًا، على شوائب، كما يكون مساميًا. يوضع القضيب بعدئذ في فرن آخر ويُعاد تسخينه إلى أن يصل إلى درجة الحرارة الملائمة للعمل.
وبعد عملية إعادة التسخين يمكن لف الصُّفْر، بينما لايزال ساخنًا، ليصاغ بالشكل المرغوب. وتقوم آلة الصقل بإزالة كل العيوب السطحية، ويُلف الصُّفْر عندئذ وهو بارد.
وتكاد تكون أية طريقة مستخدمة في تشكيل المعادن صالحة لتشكيل الصُّفْر، حيث يمكن مده ليأخذ شكل رقائق وألواح، ويمكن سحبه أو ضغطه عبر آلة مثقبة ليأخذ شكل قضبان وأنابيب وأسلاك، وتطريقه أو بثقه ليأخذ أشكالاً معقدة، ولفُّه ليشكل آنية عميقة (حاويات). وتكون الأصناف المصنوعة من الصُّفْر خالية من الأتربة والغازات والعيوب الأخرى، لذا يمكن صقل المُصنَّع للحصول على نتاج رائع. وكثيرًا ما تُطلى الأشياء النحاسية كهربائيًا. انظر: الطلاء بالكهرباء. وتعامل سطوحها بسهولة للحصول على منتجات عديدة متنوعة ومفيدة.
<tbody></tbody>| <img style="width:400px" src="../img/15_026910_01.jpg" align="top"> |
|
بعض استعمالات الصُّفْر. زينت الأحرف وحلقات السلاسل المصنوعة من الصُّفْر مقدمات السفن الشراعية الرومانية (القوادس) منذ أكثر من 1900عام مضت. والعملة اليونانية الحديثة المسماة بالدراخما مصنوعة من سبيكة النيكل والصُّفْر. ويُستخدم الصُّفْر أيضًا بشكل واسع في صنع الأباريق والآنية المجوفة الأخرى. كما تصنع بعض المكونات الصلبة للسفن من الصُّفْر المنجنيزي، وتصنع بعض أنواع القلاووظ من سبيكة القصدير والصُّفْر الذي يقاوم التآكل والبلى. وتصنع المترددات، وهي آلات موسيقية والأدوات الموسيقية الأخرى من صُّفْر الخرطوش (يحتوي على نسبة عالية من الخارصين)، حيث يعطي المحتوى الأكبر من الخارصين في صُّفْر الخرطوش الأدوات الموسيقية لونها الأصفْر الذهبي المألوف. كما يستعمل الصفر في صناعة الأواني النحاسية، مثل القدور ودلات القهوة والصواني النحاسية.
نبذة تاريخية. يعتقد بعض المؤرخين أن الإنسان صنع الصفر أول مرة مُصادفة عندما صهر خامة النحاس التي احتوت أيضًا على مقدار صغير من الخارصين. صنع الصفر في جزيرة رودس في أوائل عام 500 ق.م. وكان الرومان أول من وسعوا استخدامات الصُّفْر قبل بداية الفترة النصرانية بقليل. فقد صنعوا تشكيلة من الأشياء المصنوعة من الصُّفْر بما فيها القطع النقدية والغلايات والتزيينات. وصنعوا الصُّفْر بصهر خامات الخارصين مع النحاس. ومنذ بداية عام 1700م صُنع الصُّفْر باستخلاص المعادن من خاماتها أولاً، ثم بإضافة الخارصين للنحاس المصهور.
