Стробоскоп , также известный как стробоскоп , — это прибор, 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, импульсной лампы , которая производит кратковременные повторяющиеся вспышки света. Обычно скорость стробоскопа регулируется для разных частот. Когда вращающийся или вибрирующий объект наблюдается с помощью стробоскопа на его частоте колебаний (или дольной ее), он кажется неподвижным. Таким образом, стробоскопы также используются для измерения частоты.
Принцип используется для изучения вращающихся , возвратно-поступательных , колеблющихся или вибрирующих объектов. Детали машин и вибрирующая струна являются типичными примерами. Стробоскоп, используемый для установки момента зажигания двигателей внутреннего сгорания, называется стробоскопом .
В своей простейшей механической форме стробоскоп может представлять собой вращающийся цилиндр (или чашу с приподнятым краем) с равномерно расположенными отверстиями или щелями, расположенными на линии зрения между наблюдателем и движущимся объектом. Наблюдатель смотрит через отверстия/щели на ближней и дальней стороне одновременно, при этом щели/отверстия движутся в противоположных направлениях. Когда отверстия/щели выровнены на противоположных сторонах, объект виден наблюдателю.
В качестве альтернативы, одиночное подвижное отверстие или щель можно использовать с фиксированным/стационарным отверстием или щелью. Стационарное отверстие или щель ограничивает свет одним путем просмотра и уменьшает блики от света, проходящего через другие части подвижного отверстия/щели.
Наблюдение через одну линию отверстий/щелей не дает результата, поскольку создается впечатление, что отверстия/щели просто скользят по объекту без эффекта стробоскопа.
Скорость вращения регулируется таким образом, чтобы она синхронизировалась с движением наблюдаемой системы, которая, кажется, замедляется и останавливается. Иллюзия вызвана временным наложением , обычно известным как стробоскопический эффект .
В электронных версиях перфорированный диск заменяется лампой , способной излучать короткие и быстрые вспышки света. Обычно используется газоразрядная или твердотельная лампа, поскольку они способны излучать свет практически мгновенно при подаче питания и так же быстро гаснуть при его отключении.
Для сравнения, лампы накаливания имеют короткий разогрев при подаче питания, за которым следует период охлаждения при отключении питания. Эти задержки приводят к размытию и нечеткости деталей объектов, частично освещенных во время периодов разогрева и охлаждения. Для большинства применений лампы накаливания слишком медленные для четких стробоскопических эффектов. Однако при работе от источника переменного тока они в основном достаточно быстры, чтобы вызывать слышимый гул (на двойной сетевой частоте) при оптическом воспроизведении звука, например, при проецировании фильмов.
Частота вспышек регулируется таким образом, чтобы она была равна или составляла единичную долю циклической скорости объекта, в результате чего объект выглядит либо неподвижным, либо медленно движущимся назад или вперед, в зависимости от частоты вспышек .
Неоновые лампы или светодиоды обычно используются для стробоскопических приложений низкой интенсивности. Неоновые лампы были более распространены до развития твердотельной электроники, но в большинстве стробоскопических приложений низкой интенсивности их заменяют светодиоды.
Ксеноновые импульсные лампы используются для стробоскопов средней и высокой интенсивности. Достаточно быстрое или яркое мигание может потребовать активного охлаждения, например, принудительного воздушного или водяного охлаждения, чтобы предотвратить расплавление ксеноновой импульсной лампы.
.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 щелями, который он вращал, просматривая изображения на отдельном вращающемся колесе. Устройство Плато стало известно как « Фенакистископ ». Почти одновременно и независимо от него устройство изобрел австриец Симон Риттер фон Штампфер , назвав его «Стробоскоп», и именно его термин используется сегодня. Этимология происходит от греческих слов στρόβος - strobos , что означает «водоворот» и σκοπεῖν - skopein , что означает «смотреть».
Помимо важных приложений для научных исследований, самые ранние изобретения получили немедленный успех в качестве методов создания движущихся изображений , и этот принцип использовался для многочисленных игрушек. Другие ранние пионеры использовали вращающиеся зеркала или вибрирующие зеркала, известные как зеркальные гальванометры .
В 1917 году французский инженер Этьен Эмихен запатентовал первый электрический стробоскоп [1] , одновременно сконструировав камеру, способную снимать 1000 кадров в секунду.
Гарольд Юджин Эджертон («Док» Эджертон) использовал мигающую лампу для изучения деталей машин в движении. [2] Затем корпорация General Radio приступила к производству этого устройства в форме своего «Strobotac», раннего примера коммерчески успешного стробоскопа. [3]
Позднее Эджертон использовал очень короткие вспышки света как средство получения неподвижных фотографий быстро движущихся объектов, таких как пули в полете.
Стробоскопы играют важную роль в изучении напряжений в движущихся машинах и во многих других формах исследований. Яркие стробоскопы способны пересилить окружающее освещение и сделать эффекты покадровой съемки очевидными без необходимости в темных окружающих условиях эксплуатации.
Они также используются в качестве измерительных приборов для определения циклической скорости. В качестве стробоскопа они используются для установки угла опережения зажигания двигателей внутреннего сгорания .
В медицине стробоскопы используются для осмотра голосовых связок с целью диагностики состояний, вызывающих дисфонию (хрипоту). Пациент напевает или говорит в микрофон, который, в свою очередь, активирует стробоскоп на той же или немного другой частоте. Источник света и камера позиционируются эндоскопом .
Другое применение стробоскопа можно увидеть на многих проигрывателях граммофонов . Край пластины имеет отметки с определенными интервалами, так что при просмотре под флуоресцентным освещением, работающим на частоте сети , при условии, что пластина вращается с правильной скоростью, отметки кажутся неподвижными. Это не будет хорошо работать при освещении лампами накаливания , поскольку лампы накаливания не дают значительного стробирования. По этой причине некоторые проигрыватели имеют неоновую лампу или светодиод рядом с пластиной. Светодиод должен управляться полуволновым выпрямителем от сетевого трансформатора или осциллятором.
Мигающие ламповые стробоскопы также были адаптированы в качестве светового эффекта для дискотек и ночных клубов , где они создают впечатление танца в замедленном темпе. Частота стробоскопа этих устройств обычно не очень точна или не очень быстра, поскольку развлекательные приложения обычно не требуют высокой степени производительности.
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. [4] [5] [6] [7]
Медиа, связанные со стробоскопами на Wikimedia Commons
Словарное определение слова стробоскоп в Викисловаре