Стробоскоп

Стробоскоп вспышек или стробоскопическая лампа , обычно называемая стробоскопом , представляет собой устройство, используемое для создания регулярных света . Это одно из многих устройств, которые можно использовать в качестве стробоскопа . Слово произошло от древнегреческого στρόβος ( стробос ), что означает «акт вращения».

Типичный коммерческий стробоскоп имеет энергию вспышки от 10 до 150 джоулей , а время разряда составляет всего несколько миллисекунд, что часто приводит к мощности вспышки в несколько киловатт . Стробоскопы большего размера можно использовать в «непрерывном» режиме, создавая чрезвычайно интенсивное освещение.

Источником света обычно является ксеноновая лампа-вспышка , или импульсная лампа , которая имеет сложный спектр и цветовую температуру около 5600 Кельвинов . Для получения цветного света цветные гели можно использовать .

Научное объяснение ламп-вспышек

В стробоскопах обычно используются лампы-вспышки , энергия которых подается из конденсатора , устройства хранения энергии, очень похожего на батарею, но способного заряжаться и высвобождать энергию гораздо быстрее. В стробе на основе конденсатора конденсатор заряжается примерно до 300 В. После того, как конденсатор заряжен, для запуска вспышки небольшое количество энергии направляется в триггерный трансформатор , небольшой трансформатор с высоким коэффициентом трансформации. Это создает слабый, но высоковольтный всплеск, необходимый для ионизации газообразного ксенона в импульсной лампе. Внутри трубки создается дуга . , которая действует как путь для разряда конденсатора, позволяя конденсатору быстро выделять свою энергию в дугу Энергия конденсатора быстро нагревает газообразный ксенон, создавая чрезвычайно яркий плазменный разряд, который воспринимается как вспышка.

Стробоскоп без конденсаторного накопителя просто разряжает сетевое напряжение на трубке после срабатывания. Этот тип вспышки не требует времени на зарядку и обеспечивает гораздо более высокую частоту вспышек, но резко сокращает срок службы лампы-вспышки, если она включена в течение значительных периодов времени. Для таких вспышек требуется своего рода ограничение тока , без которого лампа-вспышка будет пытаться потреблять большие токи от источника электроэнергии, что потенциально может привести к отключению электрических выключателей или вызвать падение напряжения в линии электропитания.

Продолжительность одной вспышки зависит от конкретного используемого стробоскопа и его настроек. Стробоскопы для студийного освещения часто имеют диапазон настроек мощности. Для данного стробоскопа более высокая светоотдача соответствует большей продолжительности вспышки. Например, моноблок Flashpoint Rapid 1200 HSS Monolight. ^{[ 1 ]} имеет продолжительность вспышки до 5,6 мс (1/180 секунды) при максимальной настройке мощности или всего до 68 мкс (1/14 814 секунды) при минимальной настройке мощности. В продаже имеются стробоскопы со значительно более короткой длительностью вспышки, некоторые с длительностью вспышки менее 1 мкс. Например, стробоскоп SPOT от Prism Science Works обеспечивает длительность вспышки порядка 0,5 мкс. ^{[ 2 ]}

Некоторые вспышки даже предлагают непрерывный режим работы, при котором дуга поддерживается, обеспечивая свет чрезвычайно высокой интенсивности, но обычно только в течение небольшого промежутка времени, чтобы предотвратить перегрев и возможную поломку лампы-вспышки.

Приложения

Стробоскопы

Светодиодный стробоскоп на машине скорой помощи

Стробоскоп , — это проблесковая электрическая лампа используемая в различных отраслях промышленности в качестве устройства привлечения внимания либо для предупреждения о возможных опасностях , либо для привлечения потенциальных клиентов . Стробоскопы похожи на вращающиеся маяки, но более энергоэффективны , не имеют движущихся частей, более надежны и с меньшей вероятностью сломаются.

Газовые стробоскопические маяки включают ксеноновые лампы-вспышки и галогенные разновидности. Газовые стробоскопы состоят из газонаполненной трубки, окруженной линзой . При подаче электричества трубка мигает, увеличивается линзой и на 360 градусов излучает свет . Интенсивность света зависит от количества подаваемой электроэнергии. ^{[ 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 стробоскопы состоят из основания, светодиода или группы светодиодов и крышки. Внутри основания расположен твердотельный контроллер вспышки, который позволяет светодиодному маяку работать в различных режимах мигания. ^{[ 6 ]}

Стробоскопы часто используются для противостолкновительного освещения самолетов как на самих самолетах, так и на высоких стационарных объектах, например теле- и радиовышках. Другие применения находятся в системах сигнализации , аварийном освещении транспортных средств , театральном освещении (особенно для имитации молнии ) и в качестве огней повышенной видимости для предотвращения столкновений самолетов . Они по-прежнему широко используются в транспортных средствах правоохранительных органов и других службах экстренной помощи, хотя в этом применении их постепенно заменяют светодиодные технологии, поскольку они сами в значительной степени заменяют галогенное освещение. ^{[ нужна ссылка ]} Стробы используются аквалангистами в качестве устройства аварийной сигнализации. ^{[ 7 ]}

Стробоскопический эффект

Стробоскопический свет, мигающий в нужный период, может показаться остановленным или повернуть вспять циклическое движение.

Специальные калиброванные стробоскопы, способные мигать до сотен раз в секунду, используются в промышленности для остановки появления движения вращающихся и других периодически работающих машин, а также для измерения или регулировки скорости вращения или времени цикла. Поскольку эта остановка только кажущаяся, отмеченная точка на вращающемся теле будет либо двигаться назад или вперед, либо не двигаться, в зависимости от частоты стробоскопической вспышки. Если вспышка равна периоду вращения (или даже кратному, т.е. 2*π*n/ω, где n — целое число, а ω — угловая частота ), отмеченная точка будет казаться неподвижной. Любая нецелочисленная настройка вспышки приведет к тому, что метка будет двигаться вперед или назад, например, при небольшом увеличении частоты вспышки будет казаться, что точка движется назад.

Обычно стробоскопическая вспышка используется для оптимизации эффективности двигателя автомобиля в определенный период вращения путем направления стробоскопического света на отметку на маховике двигателя на главной оси . Прибор со стробоскопической лампой для такого момента зажигания называется сигнальной лампой . Стробоскопическое освещение также использовалось для замедленного наблюдения за движениями голосовых связок во время речи — процедура, известная как видеостробоскопия.

Другой

Стробоскопы часто используются для создания иллюзии замедленного движения в ночных клубах и на рейвах , а также доступны для домашнего использования для создания спецэффектов или развлечений.

История

Возникновение стробоскопического освещения относится к 1931 году, когда Гарольд Юджин «Док» Эдгертон использовал мигающую лампу, чтобы создать улучшенный стробоскоп для исследования движущихся объектов, что в конечном итоге привело к созданию впечатляющих фотографий таких объектов, как пули в полете.

Компания EG&G [ ныне подразделение URS ] была основана Гарольдом Э. Эдгертоном, Кеннетом Дж. Гермесхаузеном и Гербертом Э. Гриером 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. Гриер присоединился к ним в 1934 году, а в 1947 году была зарегистрирована компания EG&G. Во время Второй мировой войны правительственный Манхэттенский проект использовал открытия Эджертона для фотографирования атомных взрывов; поддержала Комиссию по атомной энергии То, что компания после войны в исследованиях и разработках оружия, было естественным развитием. Эта работа Комиссии заложила историческую основу современной технологической базы Компании. ^{[ 8 ]}

с внутренним запуском строботроны с оптимизированной светоотдачей ). ( тиратроны Были доступны ^{[ 9 ]} а также ЭЛТ с решетчатым управлением типа вакуумные стробоскопические источники света и быстрыми люминофорами . ^{[ 10 ]}

Стробоскопический свет был популяризирован на клубной сцене в 1960-х годах, когда его использовали для воспроизведения и усиления эффектов ЛСД- трипов. Кен Кизи использовал стробоскопическое освещение в сочетании с музыкой Grateful Dead во время своих кислотных испытаний . В начале 1966 года Энди Уорхола светотехник , Дэнни Уильямс, впервые использовал несколько стробоскопов, слайдов и кинопроекций одновременно на сцене во время шоу «Взрывающийся пластик, неизбежное» 1966 года , а по просьбе Билла Грэма Уильямс построил улучшенное стробоскопическое световое шоу. для использования в Fillmore West .

Цвет Фехнера

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. демонстрирует Вершина Бенхема эффект. ^{[ 11 ]} ^{[ 12 ]} ^{[ 13 ]} ^{[ 14 ]}

Судороги

Иногда стробоскопическое освещение может спровоцировать судороги . несколько публичных случаев светочувствительной эпилепсии Произошло . Большинство стробоскопов, продаваемых населению, имеют заводские ограничения частоты около 10–12 Гц (10–12 вспышек в секунду) в своих внутренних генераторах , хотя стробоскопы с внешним запуском часто мигают как можно чаще. Исследования показали, что у большинства людей, подверженных стробоскопическому эффекту, симптомы могут проявляться, 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, стадионах и т. д. мигают с частотой 1 Гц.

См. также

Электротахоскоп — ранняя система киносъемок, использовавшаяся ограниченно с 1886 по 1894 год.
Аварийное освещение автомобиля
Мерцание (свет) — исследование непосредственно видимого изменения яркости источника света.
Порог слияния мерцаний — частота, при которой прерывистый световой стимул кажется среднестатистическому наблюдателю совершенно устойчивым.
Тахометр , прибор, измеряющий скорость вращения вала или диска,
Zoetrope , раннее устройство 1813 года, которое создавало иллюзию движения, отображая последовательность рисунков или фотографий, показывающих прогрессивные фазы этого движения.
Подергивания , разрывы в кинофильмах, также называемые стробированием.
Фотовспышка , часто также называемая стробоскопом.
Эффект колеса повозки — оптическая иллюзия в кинематографии, при которой со спицами колесо вращается не так, как на самом деле.
Вспышка с воздушным зазором , источник фотографического света, способный создавать световые вспышки субмикросекундной длительности, что позволяет производить (сверх) высокоскоростную фотографию.

Ссылки

^ «Моноблок Flashpoint Rapid 1200 HSS R2 2,4 ГГц — крепление Bowens (Godox QT1200IIM) RAPID-1200B» . Adorama.com . Проверено 19 апреля 2022 г.
^ «Призматические научные работы» . Prismscience.com .
^ «Патент на проблесковый маяк» . Гугл Патенты .
^ «Патент на галогенный стробоскопический маяк» . Гугл Патенты .
^ "маяки.pdf" (PDF) . Iceweb.com.au . ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Патент на светодиодный стробоскопический маяк
^ Дэвис, Д. (1998). «Устройства определения местоположения дайвера» . Журнал Южно-Тихоокеанского общества подводной медицины . 28 (3). Архивировано из оригинала 19 мая 2009 г. Проверено 2 апреля 2009 г. {{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
^ «Корпорация URS – EG&G – История» . Архивировано из оригинала 5 июля 2007 г. Проверено 7 мая 2007 г.
^ «Сильвания: строботрона 1D21 / SN4 технический паспорт » (PDF) . Tubedata.milbert.com . Проверено 15 июня 2013 г.
^ «Ферранти: стробоскопического источника света CL6x Спецификация » (PDF) . Tubedata.milbert.com . Проверено 15 июня 2013 г.
^ Бенхэм, CE (1894 г.). «Искусственная вершина спектра» . ученый.google.com . Проверено 31 июля 2021 г.
^ Пильц Дж., Марре Э. (1993). «Цветовые мерцания, индуцированные рисунком. Метод офтальмологического обследования (статья на немецком языке)». Офтальмолог . 90 (2): 148–54. ПМИД 8490297.
^ Шрамме Дж (1992). «Изменения цветов мерцания, вызванные рисунком, опосредуются синим/желтым противостоящим процессом». Исследование зрения . 32 (11): 2129–34. дои : 10.1016/0042-6989(92)90074-S. ПМИД 1304090.
^ . Кранц, Джон Х (2013). Энциклопедия науки и технологии цвета (PDF) . Нью-Йорк: Springer Science + Business Media. дои : 10.1007/978-3-642-27851-8_65-2 .

[1] «Моноблок Flashpoint Rapid 1200 HSS R2 2,4 ГГц — крепление Bowens (Godox QT1200IIM) RAPID-1200B» . Adorama.com . Проверено 19 апреля 2022 г.

[2] «Призматические научные работы» . Prismscience.com .

[3] «Патент на проблесковый маяк» . Гугл Патенты .

[4] «Патент на галогенный стробоскопический маяк» . Гугл Патенты .

[5] "маяки.pdf" (PDF) . Iceweb.com.au . ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[6] Патент на светодиодный стробоскопический маяк

[Davies-7] Дэвис, Д. (1998). «Устройства определения местоположения дайвера» . Журнал Южно-Тихоокеанского общества подводной медицины . 28 (3). Архивировано из оригинала 19 мая 2009 г. Проверено 2 апреля 2009 г. {{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )

[8] «Корпорация URS – EG&G – История» . Архивировано из оригинала 5 июля 2007 г. Проверено 7 мая 2007 г.

[9] «Сильвания: строботрона 1D21 / SN4 технический паспорт » (PDF) . Tubedata.milbert.com . Проверено 15 июня 2013 г.

[10] «Ферранти: стробоскопического источника света CL6x Спецификация » (PDF) . Tubedata.milbert.com . Проверено 15 июня 2013 г.

[11] Бенхэм, CE (1894 г.). «Искусственная вершина спектра» . ученый.google.com . Проверено 31 июля 2021 г.

[12] Пильц Дж., Марре Э. (1993). «Цветовые мерцания, индуцированные рисунком. Метод офтальмологического обследования (статья на немецком языке)». Офтальмолог . 90 (2): 148–54. ПМИД 8490297.

[13] Шрамме Дж (1992). «Изменения цветов мерцания, вызванные рисунком, опосредуются синим/желтым противостоящим процессом». Исследование зрения . 32 (11): 2129–34. дои : 10.1016/0042-6989(92)90074-S. ПМИД 1304090.

[14] . Кранц, Джон Х (2013). Энциклопедия науки и технологии цвета (PDF) . Нью-Йорк: Springer Science + Business Media. дои : 10.1007/978-3-642-27851-8_65-2 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]