Стробоскоп - Stroboscope

А прыгающий мяч снят с помощью стробоскопической вспышки со скоростью 25 кадров в секунду.
Стробоскопический свет, мигающий в надлежащий период, может показаться, что циклическое движение прекращается или прекращается.

А стробоскоп также известный как стробоскоп, представляет собой инструмент, с помощью которого циклически движущийся объект выглядит медленно движущимся или неподвижным. Он состоит либо из вращающегося диска с прорезями или отверстиями, либо из лампы, такой как вспышка который производит короткие повторяющиеся вспышки света. Обычно скорость стробоскопа регулируется на разные частоты. Когда вращающийся или вибрирующий объект наблюдается с помощью стробоскопа на его частоте вибрации (или частично ее), он кажется неподвижным. Таким образом, стробоскопы также используются для измерения частоты.

Принцип используется для изучения вращающийся, возвратно-поступательный, колеблющийся или вибрирующий объекты. Типичные примеры - детали машин и вибрирующая струна. Стробоскоп, используемый для установки момент зажигания из двигатель внутреннего сгорания называется индикатор времени.

Механический

В своей простейшей механической форме стробоскоп может быть вращающимся цилиндром (или чашей с приподнятым краем) с равномерно расположенными отверстиями или прорезями, расположенными на линии обзора между наблюдателем и движущимся объектом. Наблюдатель одновременно смотрит через отверстия / щели на ближней и дальней стороне, при этом щели / отверстия движутся в противоположных направлениях. Когда отверстия / прорези выровнены на противоположных сторонах, объект виден наблюдателю.

В качестве альтернативы, одно подвижное отверстие или прорезь можно использовать с фиксированным / неподвижным отверстием или прорезью. Стационарное отверстие или прорезь ограничивает свет до единственного пути просмотра и уменьшает блики от света, проходящего через другие части движущегося отверстия / прорези.

Просмотр через одну линию отверстий / щелей не работает, поскольку кажется, что отверстия / щели просто проходят по объекту без стробоскопического эффекта.

Скорость вращения регулируется так, чтобы она синхронизировалась с движением наблюдаемой системы, которая, кажется, замедляется и останавливается. Иллюзия вызвана временным сглаживание, широко известный как стробоскопический эффект.

Электронный

В электронный версии, перфорированный диск заменен на лампа способен испускать короткие и быстрые вспышки света. Обычно используются газоразрядные или твердотельные лампы, поскольку они способны испускать свет почти мгновенно при подаче питания и так же быстро гаснуть при отключении питания.

По сравнению, лампы накаливания иметь кратковременный прогрев при включении питания, а затем период охлаждения при отключении питания. Эти задержки приводят к смазыванию и размытию деталей объектов, частично освещенных во время периодов разогрева и охлаждения. В большинстве случаев лампы накаливания слишком медленные для четких стробоскопических эффектов. Тем не менее, при работе от источника переменного тока они в большинстве случаев достаточно быстрые, чтобы вызывать слышимый гул (с удвоенной частотой сети) на оптическое воспроизведение звука например, на кинопроекцию.

В частота вспышки настраивается так, чтобы она была равна, или единичная дробь циклической скорости объекта, в этот момент объект виден либо неподвижным, либо медленно движется назад или вперед, в зависимости от частоты вспышки.

Неоновые лампы или светодиоды обычно используются для стробоскопов низкой интенсивности, неоновые лампы были более распространены до появления твердотельной электроники, но теперь их заменяют светодиоды в большинстве стробоскопов низкой интенсивности.

Ксеноновые лампы-вспышки используются для стробоскопов средней и высокой интенсивности. Достаточно быстрое или яркое мигание может потребовать активного охлаждения, такого как принудительное воздушное или водяное охлаждение, чтобы предотвратить плавление ксеноновой лампы.

История

1540 Strobolume, стробоскоп профессионального уровня производства Общее радио
Блок управления 1540 Strobolume крупным планом

Плато Джозеф из Бельгия Обычно приписывают изобретение стробоскопа в 1832 году, когда он использовал диск с радиальными прорезями, которые он поворачивал, просматривая изображения на отдельном вращающемся колесе. Устройство Плато стало известно как "Фенакистоскоп ". Это было почти одновременное и независимое изобретение устройства Австрийский Саймон Риттер фон Штампфер, который он назвал «Стробоскоп», и это его термин, который используется сегодня. Этимология происходит от греческих слов στρόβος - стробоскопы, что означает "водоворот" и σκοπεῖν - скопейн, что означает «смотреть на».

Помимо важных приложений для научных исследований, самые ранние изобретения сразу же получили популярный успех как методы производства. движущиеся картинки, и этот принцип использовался для множества игрушек. Другие пионеры использовали вращающиеся зеркала или вибрирующие зеркала, известные как зеркальные гальванометры.

В 1917 г. французский инженер Этьен Омихен запатентовал первый электрический стробоскоп,[1] создавая в то же время камеру, способную снимать 1000 кадров в секунду.

Электронный стробоскоп стробоскоп был изобретен в 1931 году, когда Гарольд Юджин Эдгертон («Док» Эдгертон) использовал мигающую лампу для изучения движущихся частей машин.[2] General Radio Corporation затем продолжили выпуск этого изобретения в виде своего «Строботача».

Позже Эджертон использовал очень короткие вспышки света как средство производства неподвижных изображений. фотографии быстро движущихся объектов, таких как пули в полете.

Приложения

Стробоскоп на граммофон Проигрыватель

Стробоскопы играют важную роль в изучении нагрузок на машины в движении и во многих других формах исследований. Яркие стробоскопы способны подавлять окружающее освещение и создавать эффекты покадровой анимации без необходимости работы в темноте.

Они также используются в качестве измерительных приборов для определения циклической скорости. Как индикатор времени они используются для установки момент зажигания из двигатель внутреннего сгорания.

В медицине стробоскопы используются для просмотра голосовые связки для диагностики состояний, вызвавших дисфония (охриплость). Пациент мычит или говорит в микрофон который, в свою очередь, активирует стробоскоп на той же или немного другой частоте. Источник света и камера расположены по эндоскопия.

Еще одно применение стробоскопа можно увидеть на многих граммофон вертушки. Край диска имеет отметки с определенными интервалами, поэтому при просмотре при флуоресцентном освещении частота сети, при условии, что опорный диск вращается с правильной скоростью, метки кажутся неподвижными. Это не будет хорошо работать под лампы накаливания, поскольку лампы накаливания не сильно мигают. По этой причине на некоторых проигрывателях есть неоновая лампа или ВЕЛ рядом с тарелкой. Светодиод должен управляться полуволновым выпрямителем от сетевого трансформатора или генератором.

Мигающая лампа стробоскопы также адаптированы для использования в поп-музыке в качестве светового эффекта для дискотеки и ночные клубы где они производят впечатление танца в замедленной съемке. Частота стробирования этих устройств обычно не очень точная или очень высокая, потому что развлекательное приложение обычно не требует высокой производительности.

Прочие эффекты

Быстрое мигание может создать иллюзию того, что белый свет окрашен в цвет, известный как Цвет Фехнера. В определенных пределах видимый цвет можно контролировать с помощью частоты вспышки, но это иллюзия, созданная в уме наблюдателя, а не реальный цвет. В Топ Бенхэма демонстрирует эффект.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ (На французском) Les grands Centraux: Этьен Амихен (1884-1955) - Centrale-Histoire - École Centrale Paris
  2. ^ «Исследования в Массачусетском технологическом институте: 1926–1931» Гарольд, Док «Эдгертон». 2009-11-28. Получено 2009-11-28.

внешняя ссылка