Стробоскоп , также известный как стробоскоп , представляет собой инструмент, используемый для того, чтобы циклически движущийся объект казался медленно движущимся или неподвижным. Он состоит либо из вращающегося диска с прорезями или отверстиями, либо из лампы, например лампы-вспышки , которая 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 ее доле), он кажется неподвижным. Таким образом, стробоскопы также используются для измерения частоты.
Этот принцип используется для изучения вращающихся , возвратно-поступательных , колеблющихся или вибрирующих объектов. Типичными примерами являются детали машин и вибрирующая струна. Стробоскоп, используемый для установки угла опережения зажигания двигателей внутреннего сгорания , называется индикатором синхронизации .
В своей простейшей механической форме стробоскоп может представлять собой вращающийся цилиндр (или чашу 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 расположены на противоположных сторонах, объект виден наблюдателю.
Альтернативно, одно подвижное отверстие или паз можно использовать с фиксированным/неподвижным отверстием или пазом. Стационарное отверстие или прорезь ограничивает свет одним путем обзора и уменьшает блики от света, проходящего через другие части движущегося отверстия/прорези.
Просмотр через одну линию отверстий/прорезей 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 как бы замедляется и останавливается. Иллюзия вызвана временным сглаживанием , широко известным как стробоскопический эффект .
В электронных версиях перфорированный диск заменен лампой, способной излучать короткие и быстрые вспышки света. Обычно используются газоразрядные или твердотельные лампы, поскольку они способны излучать свет почти мгновенно при подаче питания и так же быстро гаснуть при отключении питания.
Для сравнения, лампы накаливания имеют короткий прогрев при включении питания, за которым следует период остывания при отключении питания. Эти задержки приводят к смазыванию и размытию деталей объектов, частично освещенных в периоды прогрева и остывания. В большинстве случаев лампы накаливания работают слишком медленно для получения четких стробоскопических эффектов. Тем не менее, при работе от источника переменного тока они в большинстве случаев достаточно быстры, чтобы вызвать слышимый шум (на двойной частоте сети) при оптическом воспроизведении звука, например, при проецировании фильма.
Частота вспышки регулируется так, чтобы она была равна или равна единице циклической скорости объекта, после чего объект кажется либо неподвижным, либо медленно движущимся назад или вперед, в зависимости от частоты вспышки.
Неоновые лампы или светодиоды обычно используются для стробоскопических устройств низкой интенсивности. Неоновые лампы были более распространены до разработки твердотельной электроники, но в большинстве стробоскопических приложений низкой интенсивности их заменяют светодиоды.
Ксеноновые лампы-вспышки используются для стробоскопических ламп средней и высокой интенсивности. Достаточно быстрое или яркое мигание может потребовать активного охлаждения, например принудительного воздушного или водяного охлаждения, чтобы предотвратить плавление ксеноновой лампы-вспышки.
.JPG/1280px-1540_Strobolume_by_General_Radio_Corporation_-_Close-up_of_the_control_box_(1540-P1).JPG)
Жозефу Плато из Бельгии обычно приписывают изобретение стробоскопа в 1832 году, когда он использовал диск с радиальными прорезями, который он поворачивал, просматривая изображения на отдельном вращающемся колесе. Устройство Плато стало известно как « Фенакистоскоп ». Почти одновременно и независимо австриец Симон Риттер фон Штампфер изобрел устройство , которое он назвал «Стробоскоп», и именно его термин используется сегодня. Этимология происходит от греческих слов στρόβος — strobos , что означает «водоворот» и σκοπεῖν — skopein , что означает «смотреть».
Помимо того, что они имели важное применение в научных исследованиях, самые ранние изобретения сразу же получили популярный успех как методы создания движущихся изображений , и этот принцип был использован для создания множества игрушек. Другие пионеры использовали вращающиеся зеркала или вибрирующие зеркала, известные как зеркальные гальванометры .
В 1917 году французский инженер Этьен Омишен запатентовал первый электрический стробоскоп, [1] построив одновременно камеру, способную снимать 1000 кадров в секунду.
Гарольд Юджин Эдгертон («Док» Эдгертон) использовал мигающую лампу для изучения движущихся частей машин. [2] Затем корпорация General Radio приступила к производству этого устройства в виде своего «Strobotac», раннего примера коммерчески успешного стробоскопа. [3]
Позже Эдгертон использовал очень короткие вспышки света для создания неподвижных фотографий быстродвижущихся объектов, например летящих пуль.
Стробоскопы играют важную роль при изучении напряжений в движущихся машинах и во многих других формах исследований. Яркие стробоскопы способны подавлять окружающее освещение и создавать эффекты покадровой анимации без необходимости работы в темных условиях окружающей среды.
Они также используются в качестве измерительных приборов для определения циклической скорости. В качестве индикатора времени они используются для установки угла опережения зажигания двигателей внутреннего сгорания .
В медицине стробоскопы используются для осмотра голосовых связок с целью диагностики состояний, вызвавших дисфонию (охриплость голоса). Пациент мычит или говорит в микрофон , который, в свою очередь, активирует стробоскоп на той же или немного другой частоте. Источник света и камера позиционируются с помощью эндоскопии .
Еще одно применение стробоскопа можно увидеть на многих граммофонных проигрывателях. На краю диска имеются метки через определенные промежутки времени, поэтому при просмотре под флуоресцентным освещением, питаемым от сети , при условии, что диск вращается с правильной скоростью, метки кажутся неподвижными. Это не будет хорошо работать при освещении лампами накаливания , поскольку лампы накаливания не дают значительного стробирования. По этой причине на некоторых проигрывателях рядом с диском имеется неоновая лампочка или светодиод . Светодиод должен питаться полуволновым выпрямителем от сетевого трансформатора или генератором.
Мигающие лампы также адаптированы для использования в поп-музыке в качестве светового эффекта для дискотек и ночных клубов , где они создают впечатление танца в замедленной съемке. Частота стробирования этих устройств обычно не очень точная и не очень высокая, поскольку развлекательные приложения обычно не требуют высокой производительности.
Быстрое мигание стробоскопического света может создать иллюзию того, что белый свет окрашен в цвет, известный как цвет Фехнера . В определенных диапазонах видимый цвет можно контролировать с помощью частоты вспышки. Эффективные частоты стимулов варьируются от 3 Гц и выше, оптимальные частоты составляют около 4–6 Гц. Цвета — это иллюзия, созданная в сознании наблюдателя, а не реальный цвет. Вершина Бенхема демонстрирует эффект. [4] [5] [6] [7]
Словарное определение стробоскопа в Викисловаре