Стробоскопический свет или стробоскопическая лампа , обычно называемая стробоскопом , — это устройство, используемое для создания регулярных вспышек света . Это одно из ряда устройств, которые можно использовать в качестве стробоскопа . Слово произошло от древнегреческого στρόβος ( stróbos ), что означает «акт кружения».
Типичный коммерческий стробоскоп имеет энергию вспышки в диапазоне от 10 до 150 джоулей и время разряда всего несколько миллисекунд, что часто приводит к мощности вспышки в несколько киловатт . Более крупные стробоскопы могут использоваться в «непрерывном» режиме, создавая чрезвычайно интенсивное освещение.
Источником света обычно является ксеноновая импульсная лампа или импульсная трубка , которая имеет сложный спектр и цветовую температуру около 5600 кельвинов . Для получения цветного света можно использовать цветные гели .
В стробоскопах обычно используются импульсные лампы с энергией, подаваемой от конденсатора , устройства хранения энергии, очень похожего на батарею, но способного заряжаться и высвобождать энергию гораздо быстрее. В стробоскопе на основе конденсатора конденсатор заряжается примерно до 300 В. После того, как конденсатор заряжен, для запуска вспышки небольшое количество энергии отводится в триггерный трансформатор , небольшой трансформатор с высоким коэффициентом трансформации. Это создает слабый, но высоковольтный всплеск, необходимый для ионизации ксенонового газа в импульсной лампе. Внутри трубки создается дуга , которая действует как путь для разряда конденсатора, позволяя конденсатору быстро высвобождать свою энергию в дугу. Энергия конденсатора быстро нагревает ксеноновый газ, создавая чрезвычайно яркий плазменный разряд, который виден как вспышка.
Стробоскоп без накопительного конденсатора просто разряжает сетевое напряжение через трубку после срабатывания. Этот тип строба не требует времени на зарядку и обеспечивает гораздо более высокую частоту вспышек, но резко сокращает срок службы импульсной трубки, если она включена в течение значительных периодов времени. Такие стробоскопы требуют определенной формы ограничения тока , без которой импульсная трубка будет пытаться потреблять высокие токи от источника электроэнергии, что может привести к срабатыванию электрических выключателей или вызвать падение напряжения в линии электропитания.
Длительность одной вспышки зависит от конкретного используемого стробоскопа и его настроек. Стробы для студийного освещения часто имеют ряд настроек мощности. Для данного строба более высокая светоотдача соответствует более длительной продолжительности вспышки. Например, Flashpoint Rapid 1200 HSS Monolight [1] имеет длительность вспышки до 5,6 мс (1/180 с) при максимальной настройке выходной мощности или всего лишь 68 мкс (1/14 814 с) при минимальной настройке выходной мощности. Стробы со значительно более короткой длительностью вспышки имеются в продаже, некоторые с длительностью вспышки менее 1 мкс. Например, стробоскоп SPOT от Prism Science Works обеспечивает длительность вспышки порядка 0,5 мкс [2]
Некоторые стробоскопы даже предлагают непрерывный режим работы, при котором дуга поддерживается, обеспечивая чрезвычайно интенсивный свет, но обычно только в течение короткого периода времени, чтобы предотвратить перегрев и возможную поломку импульсной лампы.
Стробоскопический маяк — это мигающая электрическая лампа, используемая в различных отраслях промышленности в качестве устройства для привлечения внимания , либо для предупреждения о возможных опасностях , либо для привлечения потенциальных клиентов . Стробоскопические маяки похожи на вращающиеся маяки, но более энергоэффективны , и, поскольку не имеют движущихся частей, более надежны и реже ломаются.
Газовые стробоскопические маяки включают ксеноновые лампы-вспышки и галогенные разновидности. Газовые стробоскопические маяки состоят из заполненной газом трубки , окруженной линзой . При подаче электричества трубка вспыхивает и увеличивается линзой, и излучается свет на 360 градусов . Интенсивность света зависит от количества поданного электричества. [3] [4]
Эти линзы бывают разных цветов, в основном прозрачные, желтые, янтарные, красные, синие и зеленые. Цвет линз может влиять на интенсивность света. [5]
Светодиодные стробоскопические маяки состоят из основания, светодиода или группы светодиодов и крышки. Твердотельный контроллер вспышки расположен внутри основания, что позволяет светодиодному маяку работать в различных режимах вспышки. [6]
Стробоскопы часто используются для освещения самолетов, предотвращающего столкновения, как на самих самолетах, так и на высоких стационарных объектах, таких как телевизионные и радиовышки. Другие приложения - в системах сигнализации , аварийном освещении транспортных средств , театральном освещении (в первую очередь для имитации молнии ) и в качестве высокозаметных огней предотвращения столкновений самолетов . Они по-прежнему широко используются в правоохранительных органах и других аварийных транспортных средствах, хотя в этом приложении их постепенно заменяют светодиодные технологии, поскольку они сами по себе в значительной степени заменили галогенное освещение. [ требуется цитата ] Стробоскопы используются аквалангистами в качестве аварийного сигнального устройства. [7]
Специальные калиброванные стробоскопические огни, способные мигать до сотен раз в секунду, используются в промышленности для остановки видимости движения вращающихся и других многократно работающих машин и для измерения или регулировки скорости вращения или времени цикла. Поскольку эта остановка только кажущаяся, отмеченная точка на вращающемся теле будет либо казаться движущейся назад или вперед, либо не двигаться, в зависимости от частоты вспышки стробоскопа. Если вспышка происходит с периодом, равным периоду вращения (или четному кратному, т. е. 2*π*n/ω, где n — целое число, а ω — угловая частота ), отмеченная точка будет казаться неподвижной. Любая нецелочисленная настройка вспышки заставит метку казаться движущейся вперед или назад, например, небольшое увеличение частоты вспышки заставит точку казаться движущейся назад.
Обычно стробоскопическая вспышка используется для оптимизации эффективности двигателя автомобиля при определенном периоде вращения путем направления стробоскопического света на отметку на маховике главной оси двигателя . Инструмент стробоскопического света для такого опережения зажигания называется стробоскопом . Стробоскопическое освещение также использовалось для наблюдения за движениями голосовых связок в замедленном темпе во время речи, процедура, известная как видеостробоскопия.
Стробоскопы часто используются для создания иллюзии замедленного движения в ночных клубах и на рейвах , а также доступны для домашнего использования для спецэффектов или развлечений.
История стробоскопического освещения берет свое начало в 1931 году, когда Гарольд Юджин «Док» Эджертон использовал мигающую лампу для создания усовершенствованного стробоскопа для изучения движущихся объектов, что в конечном итоге привело к получению впечатляющих фотографий таких объектов, как пули в полете.
EG&G [ теперь подразделение URS ] была основана Гарольдом Э. Эджертоном, Кеннетом Дж. Гермесхаузеном и Гербертом Э. Гриром в 1947 году как Edgerton, Germeshausen and Grier, Inc. и сегодня носит их инициалы. В 1931 году Эджертон и Гермесхаузен сформировали партнерство для изучения высокоскоростных фотографических и стробоскопических методов и их применения. Грир присоединился к ним в 1934 году, и в 1947 году EG&G была зарегистрирована. Во время Второй мировой войны правительственный Манхэттенский проект использовал открытия Эджертона для фотографирования атомных взрывов; естественным развитием стало то, что компания поддержала Комиссию по атомной энергии в ее исследованиях и разработках оружия после войны. Эта работа для Комиссии обеспечила историческую основу для современной технологической базы компании. [8]
Были доступны строботроны с внутренним запуском ( тиратроны с оптимизированным световым выходом ) [9] , а также вакуумные стробоскопические источники света типа ЭЛТ с потоковым лучом , управляемые сеткой, с быстрыми люминофорами . [10]
Стробоскопический свет был популярен на клубной сцене в 1960-х годах, когда он использовался для воспроизведения и усиления эффектов трипов ЛСД . Кен Кизи использовал стробоскопическое освещение в координации с музыкой Grateful Dead во время своих Acid Tests . В начале 1966 года инженер по свету Энди Уорхола , Дэнни Уильямс, стал пионером в использовании нескольких стробоскопов, слайдов и кинопроекций одновременно на сцене во время шоу Exploding Plastic Inevitable 1966 года , и по просьбе Билла Грэма Уильямс построил улучшенное стробоскопическое световое шоу для использования в Fillmore West .
Быстрое мигание стробоскопического света может создать иллюзию того, что белый свет окрашен цветом, известным как цвет Фехнера . В определенных диапазонах видимый цвет может контролироваться частотой вспышки. Эффективные частоты стимулов идут от 3 Гц и выше, с оптимальными частотами около 4–6 Гц. Цвета являются иллюзией, созданной в сознании наблюдателя, а не реальным цветом. Волчок Бенхэма демонстрирует этот эффект. [11] [12] [13] [14]
Иногда стробоскопическое освещение может спровоцировать припадки . Было зафиксировано несколько случаев эпилепсии с фоточувствительностью среди населения. Большинство продаваемых населению стробоскопов имеют заводские ограничения на частоту около 10–12 Гц (10–12 вспышек в секунду) в своих внутренних генераторах , хотя внешне запускаемые стробоскопы часто мигают так часто, как это возможно. Исследования показали, что у большинства людей, восприимчивых к эффектам стробоскопа, могут быть симптомы, хотя и редко, при частоте 15–70 Гц. Другие исследования показали эпилептические симптомы при частоте 15 Гц при непрерывном взгляде на стробоскоп в течение более 90 секунд. Многие пожарные сигнализации в школах, больницах, на стадионах и т. д. стробируют с частотой 1 Гц.
{{cite journal}}: CS1 maint: unfit URL (link)