Нож фуко своими руками

Обновлено: 05.07.2024

1. Оз­на­ком­ле­ние с те­не­вы­ми ме­то­да­ми ис­сле­до­ва­ния оп­ти­че­ских сис­тем.

2. Ос­вое­ние ме­то­ди­ки ра­бо­ты на при­бо­ре ИАБ-472.

3. Оцен­ка ка­че­ст­ва из­го­тов­ле­ния те­ле­ско­пи­че­ской сис­те­мы ме­то­да­ми Фу­ко и Уха­но­ва – Мак­су­то­ва.

Об­щие све­де­ния

Впер­вые ме­тод ис­сле­до­ва­ния де­фор­ма­ций вол­но­во­го фрон­та, свя­зан­ных с абер­ра­ция­ми оп­ти­че­ских сис­тем и ошиб­ка­ми оп­ти­че­ских эле­мен­тов был пред­ло­жен Ле­о­ном Фу­ко. Для это­го ме­то­да ха­рак­тер­но со­че­та­ние вы­со­кой чув­ст­ви­тель­но­сти с про­сто­той вы­пол­не­ния и на­гляд­но­стью. С по­мо­щью это­го ме­то­да мож­но об­на­ру­жить де­фек­ты от­ра­жаю­щей по­верх­но­сти по­ряд­ка 1/50λ. Слож­ность ко­ли­че­ст­вен­ной оцен­ки яв­ля­ет­ся един­ст­вен­ным не­дос­тат­ком ме­то­да. Абер­ра­ции, ди­фрак­ция све­та и ошиб­ки из­го­тов­ле­ния оп­ти­че­ских по­верх­но­стей вы­зы­ва­ют от­кло­не­ния лу­ча от тео­ре­ти­че­ских тра­ек­то­рий и ис­ка­же­ния вол­но­во­го фрон­та. Ос­нов­ная идея те­не­вых ме­то­дов со­сто­ит в об­на­ру­же­нии бо­ко­вых сме­ще­ний та­ких лу­чей из-за их за­дер­жи­ва­ния или мо­ди­фи­ка­ции пу­тем по­ме­ще­ния спе­ци­аль­ных эк­ра­нов в плос­ко­сти схо­ж­де­ния пуч­ков лу­чей от кон­тро­ли­руе­мой оп­ти­че­ской по­верх­но­сти или сис­те­мы.

Для по­лу­че­ния те­не­вой кар­ти­ны де­фор­ма­ций ис­сле­дуе­мо­го вол­но­во­го фрон­та, со­от­вет­ст­вую­щих абер­ра­ци­ям оп­ти­че­ской сис­те­мы или ошиб­кам оп­ти­че­ской по­верх­но­сти, в плос­ко­сти схо­ж­де­ния па­ра­кси­аль­но­го пуч­ка лу­чей ус­та­нав­ли­ва­ет­ся пер­пен­ди­ку­ляр­но оп­ти­че­ской оси не­про­зрач­ный эк­ран с пря­мо­ли­ней­ным кра­ем (так на­зы­вае­мый нож Фу­ко), ко­то­рый на­по­ло­ви­ну пе­ре­кры­ва­ет пят­но рас­сея­ния (рис. 8.1, а). Те­не­вая кар­ти­на мо­жет на­блю­дать­ся в плос­ко­сти эк­ра­на, рас­по­ло­жен­ной за пят­ном рас­сея­ния (рис.8.1, б), или ха­рак­тер ос­ве­ще­ния ис­сле­дуе­мой оп­ти­че­ской по­верх­но­сти на­блю­да­ют из за­фо­каль­ной об­лас­ти.

а

б

Рис. 8.1 Те­не­вая кар­ти­на де­фор­ма­ций ис­сле­дуе­мо­го вол­но­во­го фрон­та:

а – не­про­зрач­ный эк­ран с пря­мо­ли­ней­ным кра­ем, ус­та­нов­лен­ный в плос­ко­сти схо­ж­де­ния па­ра­кси­аль­но­го пуч­ка лу­чей пер­пен­ди­ку­ляр­но оп­ти­че­ской оси;

б – све­то­тень, ви­зуа­ли­зи­рую­щая рель­еф оши­бок по­верх­но­сти

При от­сут­ст­вии оши­бок зер­ка­ло, соз­даю­щее изо­бра­же­ние то­чеч­но­го тест-объ­ек­та, вы­гля­дит рав­но­мер­но ос­ве­щен­ным. На­ли­чие оши­бок соз­да­ет све­то­тень, ви­зуа­ли­зи­рую­щую рель­еф оши­бок по­верх­но­сти в ре­зуль­та­те сре­за­ния но­жом пуч­ков лу­чей от не­вер­но за­кло­нен­ных уча­ст­ков вол­но­вой по­верх­но­сти. Уча­ст­ки по­тем­не­ния в те­не­вой кар­ти­не оп­ре­де­ля­ют­ся верх­ней об­ла­стью крае­вой зо­ны зрач­ка ис­сле­дуе­мо­го фрон­та на рис.8.1, б, а уча­ст­ки мак­си­маль­ной ос­ве­щен­но­сти в те­не­вой кар­ти­не – ниж­ней об­ла­стью крае­вой зо­ны. Пуч­ки от уча­ст­ков вол­но­вой по­верх­но­сти, имею­щих пра­виль­ную сфе­ри­че­скую фор­му, пе­ре­кры­ва­ют­ся (а сле­до­ва­тель­но, и ос­лаб­ля­ют­ся) лишь на­по­ло­ви­ну, со­от­вет­ст­вую­щая зо­на зрач­ка име­ет ос­ве­щен­ность по­ряд­ка 50%. Ес­ли нож по­ме­ща­ют ме­ж­ду иде­аль­ным сфе­ри­че­ским зер­ка­лом и его фо­ку­сом и пе­ре­ме­ща­ют по нор­ма­ли к оп­ти­че­ской оси, то те­не­вая кар­ти­на со­сто­ит из рез­ко раз­де­лен­ных тем­ной и свет­лой об­лас­тей и пер­вая из них пе­ре­ме­ща­ет­ся по зер­ка­лу в том же на­прав­ле­нии, что и нож. Ес­ли нож на­хо­дит­ся за фо­ку­сом, на­прав­ле­ние пе­ре­ме­ще­ния тем­но­го уча­ст­ка ме­ня­ет­ся на про­ти­во­по­лож­ное. При вве­де­нии но­жа точ­но в фо­кус зер­ка­ло за­тем­ня­ет­ся вне­зап­но и пол­но­стью (в иде­аль­ном слу­чае) без ка­ких-ли­бо за­мет­ных дви­же­ний те­не­вой кар­ти­ны. Это яв­ля­ет­ся, кста­ти, очень точ­ным спо­со­бом оп­ре­де­ле­ния по­ло­же­ния цен­тра кри­виз­ны. Ес­ли кон­тро­ли­руе­мое зер­ка­ло не яв­ля­ет­ся сфе­ри­че­ским, ка­ж­дый его уча­сток име­ет свой от­лич­ный ра­ди­ус кри­виз­ны, то при по­ме­ще­нии но­жа в раз­лич­ные точ­ки от­но­си­тель­но оп­ти­че­ской оси со­от­вет­ст­вую­щая зо­на по­верх­но­сти тем­не­ет. У вол­но­во­го фрон­та, рас­про­стра­няю­ще­го­ся от во­гну­то­го зер­ка­ла с на­ру­ше­ния­ми фор­мы, су­ще­ст­ву­ют уча­ст­ки с раз­лич­ны­ми ра­диу­са­ми и цен­тра­ми кри­виз­ны, и при пе­ре­ме­ще­нии но­жа сра­зу или по­оче­ред­но за­тем­ня­ют­ся раз­лич­ные уча­ст­ки по­верх­но­сти.

Раз­бе­рем сущ­ность ме­то­да Фу­ко на при­ме­ре сфе­ри­че­ско­го зер­ка­ла (рис. 8.2, а).

Пусть в цен­тре кри­виз­ны С сфе­ри­че­ско­го зер­ка­ла 1 ус­та­нов­лен то­чеч­ный ис­точ­ник све­та или его изо­бра­же­ние. Ес­ли зер­ка­ло име­ет иде­аль­ную сфе­ри­че­скую фор­му, то лу­чи по­сле от­ра­же­ния от не­го сно­ва вер­нут­ся в точ­ку С, об­ра­зуя стро­го го­мо­цен­три­че­ский пу­чок лу­чей. Рас­по­ло­жим глаз на­блю­да­те­ля 3 та­ким об­ра­зом, что­бы все от­ра­жен­ные лу­чи про­шли че­рез зра­чок гла­за и дос­тиг­ли сет­чат­ки. В этом слу­чае на­блю­да­тель ви­дит рав­но­мер­но ос­ве­щен­ную по­верх­ность зер­ка­ла. Рас­по­ло­жим вбли­зи точ­ки С не­про­зрач­ный эк­ран 2 с ост­рым кра­ем (нож Фу­ко). Нач­нем пе­ре­ме­щать нож в на­прав­ле­нии пер­пен­ди­ку­ляр­ном оси пуч­ка, ос­тав­ляя глаз в преж­нем по­ло­же­нии. При дви­же­нии но­жа в по­ло­же­нии I по ме­ре пе­ре­кры­тия лу­чей на­блю­да­тель уви­дит дви­же­ние те­ни сле­ва на­пра­во. На рис.8.2, б по­ка­зан вид те­не­вой кар­ти­ны для по­ло­же­ния I в мо­мент ка­са­ния оси пуч­ка лез­ви­ем но­жа. Ес­ли нож на­хо­дит­ся в по­ло­же­нии III (рис. 8.2, в), то на­блю­да­тель уви­дит то же яв­ле­ние, но в об­рат­ной по­сле­до­ва­тель­но­сти.

Рис. 8.2. По­яс­не­ние сущ­но­сти те­не­во­го ме­то­да Фу­ко на при­ме­ре сфе­ри­че­ско­го зер­ка­ла

Ес­ли нож на­хо­дит­ся точ­но про­тив цен­тра кри­виз­ны зер­ка­ла (по­ло­же­ние III, рис. 8.2, а и г), то при дви­же­нии его сле­ва на­пра­во про­ис­хо­дит очень бы­строе и рав­но­мер­ное по всей по­верх­но­сти зер­ка­ла по­ни­же­ние ос­ве­щен­но­сти. Объ­яс­ня­ет­ся это тем, что в дей­ст­ви­тель­но­сти в ре­зуль­та­те ди­фрак­ци­он­ных яв­ле­ний точ­ка яв­ля­ет­ся не ма­те­ма­ти­че­ской точ­кой, а пло­щад­кой ко­неч­ных, хо­тя и очень ма­лых раз­ме­ров.

Пред­по­ло­жим те­перь, что на по­верх­но­сти зер­ка­ла есть де­фект об­ра­бот­ки в ви­де бу­гра, уча­сток М.

Нож на­хо­дит­ся в по­ло­же­нии III (см. рис. 8.2, а). На­блю­да­тель уви­дит по­верх­ность зер­ка­ла в це­лом рав­но­мер­но ос­ве­щен­ным, кро­ме уча­ст­ка М, у ко­то­ро­го пра­вая часть ока­жет­ся свет­лой, а ле­вая тем­ной, так как от­ра­жен­ные лу­чи от пра­вой по­ло­ви­ны бу­гра по­па­да­ют в глаз, а от ле­вой за­дер­жи­ва­ют­ся но­жом. Воз­ни­ка­ет ха­рак­тер­ная те­не­вая кар­ти­на (см. рис. 8.2, д), по­зво­ляю­щая оп­ре­де­лить про­тя­жен­ность де­фор­ми­ро­ван­но­го уча­ст­ка М и его по­ло­же­ние на по­верх­но­сти зер­ка­ла.

Д.Д. Мак­су­тов усо­вер­шен­ст­во­вал ме­тод Фу­ко, за­ме­нив то­чеч­ный ис­точ­ник све­та уз­кой ще­лью, а нож ни­тью, в ре­зуль­та­те кон­траст кар­ти­ны по­вы­сил­ся, а чув­ст­ви­тель­ность воз­рос­ла в 2-3 раза.

Те­не­вой ме­тод ще­ли и ни­ти Д.Д. Мак­су­то­ва был усо­вер­шен­ст­во­ван М.А. Уха­но­вым и при­ме­нен для из­ме­ре­ния абер­ра­ций оп­ти­че­ских сис­тем. Те­не­вой ме­тод при­ме­ня­ет­ся для кон­тро­ля де­фор­ма­ций вол­но­во­го фрон­та, вы­зван­ных ошиб­ка­ми и абер­ра­ция­ми в про­цес­се из­го­тов­ле­ния оп­ти­че­ских по­верх­но­стей, эле­мен­тов и сис­тем, осо­бен­но – круп­но­га­ба­рит­ных ас­тро­но­ми­че­ских зер­кал, при кон­тро­ле свиль­но­сти оп­ти­че­ско­го стек­ла, ис­сле­до­ва­ни­ях воз­душ­ных по­то­ков и дру­гих яв­ле­ний.

Ос­нов­ны­ми дос­то­ин­ст­ва­ми те­не­вых ме­то­дов яв­ля­ют­ся их вы­со­кая чув­ст­ви­тель­ность, про­сто­та схем­ной реа­ли­за­ции и ка­че­ст­вен­ной ин­тер­пре­та­ции ре­зуль­та­тов. По про­сто­те реа­ли­за­ции ме­тод Фу­ко яв­ля­ет­ся уни­каль­ным по срав­не­нию с дру­ги­ми оп­ти­че­ски­ми ме­то­да­ми и мо­жет рас­смат­ри­вать­ся как пер­вый по на­стоя­ще­му про­из­вод­ст­вен­ный спо­соб, на ос­но­ве ко­то­ро­го бы­ли раз­ра­бо­та­ны дру­гие мно­го­чис­лен­ные ва­ри­ан­ты оп­ти­че­ско­го кон­тро­ля.

Те­не­вой ме­тод удо­бен для об­на­ру­же­ния по­пе­реч­ных абер­ра­ций сис­те­мы. В про­цес­се кон­тро­ля не­про­зрач­ным эк­ра­ном, по­ме­щен­ным в плос­кость тео­ре­ти­че­ско­го схо­ж­де­ния лу­чей, пе­ре­се­ка­ют часть от­ра­жен­но­го или ди­фра­ги­ро­ван­но­го све­та, в ре­зуль­та­те че­го воз­ни­ка­ет те­не­вая кар­ти­на, ука­зы­ваю­щая на на­ли­чие по­греш­но­стей у кон­тро­ли­руе­мой де­та­ли.

Дос­то­ин­ст­ва ме­то­да:

1. Впер­вые по­лу­че­на воз­мож­ность ви­зу­аль­ных на­блю­де­ний ма­лых де­фор­ма­ций вол­но­во­го фрон­та на вы­хо­де из сис­те­мы.

2. Вы­со­кая чув­ст­ви­тель­ность, по­ряд­ка 0,1l.

3. На­гляд­ность, по­зво­ляю­щая на­блю­дать ха­рак­тер ис­ка­же­ния вол­но­во­го фрон­та, ме­сто рас­по­ло­же­ния, фор­му, ве­ли­чи­ну, про­тя­жен­ность де­фор­ма­ций вол­но­во­го фрон­та и оши­бок об­ра­ба­ты­вае­мой оп­ти­че­ской по­верх­но­сти.

Не­дос­тат­ки ме­то­да:

К не­дос­тат­кам мож­но от­не­сти не пре­одо­лен­ные до кон­ца труд­но­сти ко­ли­че­ст­вен­ной ин­тер­пре­та­ции те­не­во­го изо­бра­же­ния, в ре­зуль­та­те че­го ме­тод в на­стоя­щее вре­мя при­ме­ня­ет­ся пре­иму­ще­ст­вен­но для тех­но­ло­ги­че­ско­го кон­тро­ля в фор­ме ка­че­ст­вен­ных оце­нок со­стоя­ния оп­ти­че­ских по­верх­но­стей и ма­те­риа­лов, а так­же уров­ня абер­ра­ций оп­ти­че­ских эле­мен­тов и сис­тем. Итак, ме­тод при­ме­ня­ет­ся в ос­нов­ном как ка­че­ст­вен­ный ме­тод оцен­ки и ис­поль­зу­ет­ся при из­го­тов­ле­нии оп­ти­че­ских по­верх­но­стей на эта­пе фор­мо­об­ра­зо­ва­ния, и ино­гда при кон­тро­ле оп­ти­че­ских эле­мен­тов и сис­тем.

Опи­са­ние ла­бо­ра­тор­ной ус­та­нов­ки

Прин­цип из­ме­ре­ния по­ка­зан на рис. 8.3.

Рис. 8.3. Оп­ти­че­ская сис­те­ма для из­ме­ре­ния абер­ра­ций оп­ти­че­ских сис­тем

В фо­каль­ной плос­ко­сти объ­ек­ти­ва 2 по­ме­ще­на щель 1, ос­ве­щае­мая лам­пой че­рез кон­ден­сор и све­то­фильтр. Па­рал­лель­ный пу­чок из кол­ли­ма­то­ра 2 па­да­ет на ис­пы­туе­мый объ­ек­тив 3. Глаз на­блю­да­те­ля, по­ме­щен­ный в фо­каль­ной плос­ко­сти объ­ек­ти­ва, уви­дит рав­но­мер­но ос­ве­щен­ный круг­лый зра­чок кон­тро­ли­руе­мо­го объ­ек­ти­ва. Вбли­зи фо­каль­ной плос­ко­сти объ­ек­ти­ва пе­ред ней рас­по­ло­же­на тон­кая нить 4 так, что­бы она бы­ла па­рал­лель­на ще­ли кол­ли­ма­то­ра.

Глаз, на­хо­дя­щий­ся за ни­тью, бу­дет на­блю­дать на свет­лом зрач­ке кон­тро­ли­руе­мо­го объ­ек­ти­ва тень от ни­ти в ви­де вер­ти­каль­ной ли­нии на том мес­те зрач­ка, лу­чи от ко­то­ро­го в дан­ный мо­мент за­кры­ва­ет нить, при­чем тень от ни­ти бу­дет про­хо­дить от од­но­го до дру­го­го края зрач­ка. Для оп­ре­де­ле­ния сфе­ри­че­ской абер­ра­ции не­об­хо­ди­мо за­ме­рить как пе­ре­ме­ще­ние са­мой ни­ти, так и те­ни ни­ти на зрач­ке объ­ек­ти­ва.

При­бор ИАБ-472 со­сто­ит из кол­ли­ма­то­ра и зри­тель­ной тру­бы, смон­ти­ро­ван­ных на рель­се. Ши­ри­на ще­ли ре­гу­ли­ру­ет­ся с по­мо­щью ба­ра­бан­чи­ка. Пе­ре­ме­ще­ние но­жа осу­ще­ст­в­ля­ет­ся ба­ра­бан­чи­ком с це­ной де­ле­ния 0,01 мм. Под­виж­ка но­жа вдоль оп­ти­че­ской оси осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с по­мо­щью втул­ки. На­блю­де­ние те­не­вой кар­ти­ны мож­но осу­ще­ст­в­лять не­по­сред­ст­вен­но гла­зом или с по­мо­щью те­ле­ви­зи­он­ной ус­та­нов­ки.

Объ­ек­ты на­блю­де­ния ус­та­нав­ли­ва­ют­ся в про­ме­жу­ток ме­ж­ду кол­ли­ма­то­ром и зри­тель­ной тру­бой, для пред­ва­ри­тель­ной на­строй­ки при­ме­ня­ют оку­ляр, ко­то­рый ус­та­нав­ли­ва­ет­ся за но­жом Фу­ко в спе­ци­аль­ном при­спо­соб­ле­нии.

Технические характеристики

Це­на де­ле­ния ба­ра­бан­чи­ка (перемещение ножа)

0,01 мм

По­ря­док ра­бо­ты

1. Про­из­ве­сти пред­ва­ри­тель­ную под­го­тов­ку ус­та­нов­ки.

1.1. Ус­та­но­ви­ть за­дан­ный све­то­фильтр.

1.2. Ус­та­но­ви­ть нож в фо­каль­ной плос­ко­сти объ­ек­ти­ва зри­тель­ной тру­бы под­виж­кой вдоль оп­ти­че­ской оси с по­мо­щью втул­ки и до­биться од­но­вре­мен­но­го га­ше­ния в фо­каль­ной плос­ко­сти объ­ек­ти­ва зри­тель­ной тру­бы.

1.3. Ус­та­но­ви­ть ме­ж­ду объ­ек­ти­ва­ми зри­тель­ной тру­бы и кол­ли­ма­то­ра ис­пы­туе­мый объ­ект (рас­ши­ри­тель с фо­ку­си­ров­кой).

2. Под­виж­кой фо­ку­си­рую­щей лин­зы рас­ши­ри­те­ля до­биться рав­но­мер­но­го га­ше­ния по­ля при пе­ре­ме­ще­нии но­жа пер­пен­ди­ку­ляр­но оп­ти­че­ской оси.

3. Ви­зу­аль­но оце­ни­ть ошиб­ки по ха­рак­те­ру те­не­вой кар­ти­ны.

4. От­ве­сти нож в сто­ро­ну, рас­фо­ку­си­ровать сис­те­му и вве­сти в по­ле зре­ния нить.

5. Ус­та­но­ви­ть на вы­ход­ной зра­чок ис­сле­дуе­мо­го рас­ши­ри­те­ля сет­ку с де­ле­ния­ми.

6. Ус­та­но­ви­ть тень ни­ти на центр шка­лы, снять от­счет по шка­ле ба­ра­ба­на на но­же Фу­ко.

7. По­лу­чен­ные зна­че­ния за­не­сти в таб­ли­цу для определения смещения нити согласно образцу:

№	от­сче­ты по сет­ке, m	сме­ще­ние ни­ти, yi	Δyi=yi-y0
y1	y2	y3	y4	y5	yСР

По­строить гра­фик за­ви­си­мо­сти σ=f(dy¢), σ=m / f¢_{об кол}, f¢ _{об кол}=450 мм.

Оце­ни­ть ве­ли­чи­ну вол­но­вой абер­ра­ции

8. По ре­зуль­та­там со­ставить от­чет.

Кон­троль­ные во­про­сы

1. К какому методу (количественному или качественному) относится теневой метод?

2. Объ­яс­ни­ть по­яв­ле­ние те­не­вой кар­ти­ны в схе­ме:

зер­ка­ло + то­чеч­ный ис­точ­ник + нож Фу­ко,

то­чеч­ный ис­точ­ник + лин­за + нож Фу­ко,

то­чеч­ный ис­точ­ник + из­ме­ряе­мая те­ле­сис­те­ма + нить.

3. Как под­би­ра­ет­ся раз­мер ще­ли и ни­ти?

4. Объяснить состав и принцип работы прибора ИАБ-472.

5. Пояснить порядок работы.

1. По­го­рель­ский С.Л. При­клад­ная оп­ти­ка. Учеб­ное по­со­бие. Ту­ла: Гриф и К; 2005.

2. Кар­пов А.И., Се­ме­но­ва М.П. Из­ме­ре­ние кон­ст­рук­тив­ных и оп­ти­че­ских па­ра­мет­ров и ис­сле­до­ва­ние ка­че­ст­ва по­верх­но­стей оп­ти­че­ских де­та­лей и сис­тем: Учебное по­со­бие. Ка­зань: Изд-во Ка­зан­. го­с. техн. ун-­та, 2002.

3. Гвоз­де­ва Н.Л., Кор­ки­на К.И. При­клад­ная оп­ти­ка и оп­ти­че­ские из­ме­ре­ния. М.: Ма­ши­но­строе­ние, 1976.

4. Афа­нась­ев В.А. Оп­ти­че­ские из­ме­ре­ния. М.: Выс­шая шко­ла, 1981

5. Кре­о­па­ло­ва Г.В., Ла­за­ре­ва Н.Л., Пу­ря­ев Д.Т. Оп­ти­че­ские из­ме­ре­ния. М.: Ма­ши­но­строе­ние, 1987.

6. Шуль­ман М.Я. Из­ме­ре­ние пе­ре­да­точ­ной функ­ции оп­ти­че­ских схем. Л.: Ма­ши­но­строе­ние,1980.

8. ГОСТ 3514-94. Стекло оптическое бесцветное. Технические условия. М. Издательство стандартов. 1994.

9. ГОСТ 13659-78. Стекло оптическое бесцветное. Физико-химические характеристики. Основные параметры. М. Издательство стандартов. 1979.

Димитрий Поль

Шли́рен-ме́тод — способ обнаружения оптических неоднородностей в прозрачных, преломляющих средах, и выявления дефектов отражающих поверхностей. Иногда его называют методом Тёплера — по имени автора

Артём Азарычев ответил Димитрию

Руслан Калимуллин ответил Димитрию

Руслан, все очень просто - фильтрация По пространственным частотам плоскопаралельного пучка, что позволяет получать изображение только отклоненных в результате неоднородностей прозрачной среды лучей.

Надежда Скиданова ответила Евгению

Лёха, короче, свет летит сквозь неравномерный воздух и долбится в зеркало, потом отражается от него, летит еще раз и попадает тебе в зрачок. Вот те отклонения от прямой какие он претерпел из-за контраста температур в каждой точке своего полета и видятся тебя глючным дымком.

ps: отсюда практический вывод-невидимку лучше видно в зеркале

Андрей, Корпускулярно квантовый дуализм,пропущеный через тщетность бытия является яркой галлюцинацией,отраженной кривым зеркалом?Верно?

Игорь Зубарев

Высочайшее достижение нейтронной мегалоплазмы. Ротор поля наподобие дивергенции градуирует себя вдоль спина и там, внутре, обращает материю вопроса в спиритуальные электрические вихри, из коих и возникает синекдоха отвечания.

А если газ подсвечивать поляризованным светом, а на объектив надеть такой же светофильтр? Будет видно?

Камера в фокусе вогнутого сферического зеркала. В идеале источник света рядом с камерой. Свет преломляется в неоднородных струях нагретого воздуха и это становится видно. При исследовании оптических поверхностей в пучок света от источника вводится сбоку нож Фуко до половины пучка. Получаемая в итоге картина характеризует кривизну поверхности зеркала и позволяет контролировать процесс изготовления. Называется - метод Фуко.

Что-то подобное можно с помощью расфокусированной лазерной указки замутить.
А если еще добавить зеркал - то вообще красота выйдет.

Рустам Сагадеев

Владимipъ, интерферометр позволяет производить количественный, а не качественный анализ, что круто, но трактовка полученных данных требует определенной обработки. Фазовый набег, он такой))
А зачастую, нам не требуется проводить указанный количественный анализ, и тут теневой метод вне конкуренции. Просто и наглядно. Не говоря уже о том, что требования по виброзащите для данных устройств лежат в разных порядках, так сказать)

Дану? Делали при мне интерферометром в точности такие-же картинки) Лазер, расширитель пучка, два зеркала и делительный кубик. Выставляете ровно, чтобы полос не было, перед одним из зеркал зажигаете спичку и видите сквозь кубик точно такие-же завихрения воздуха.

Владимipъ, так это и есть теневой метод, але)) Просто оптическая схема в схожа с классической схемой Фабри-перо.

Типа того. Только здесь трудность в том, что из некогерентного источника путем длинных пробегов света делают пространственно-когерентный пучок. Поэтому нужны дистанции и большое зеркало. А у лазера уже "всё включено" и появляется возможность сделать тоже самое но дешево в небольших масштабах.

Владимipъ, да хрен с ними, с завихрениями. Метод Фуко работал в конце 19 века от свечки и столового ножа столь же успешно, как и интерферометр сейчас. Точность поверхности получается достаточная, что бы без искажений приборно и глазом наблюдать астрономические объекты довольно слабой звёздной величины. Только вот набор инструментов несколько различается, да? Нож Фуко реализовывался в любом кружке астрономии при домах пионеров, где занимались любительским телескопостроением.

Дафния на фотографии вошла в поле видимости в нижнем правом углу и за четыре коротких рывка оказалась в середине картинки. Прокачав воду через свой панцирь в поисках еды и не найдя ее, рачок сделал еще два рывка и оказался в финальной позиции на фотографии — в верхнем левом углу. Здесь дафния попыталась покормиться снова. Весь путь рачок преодолел за 6 секунд.

Эта фотография была сделана при помощи шлирен-метода, или метода Тёплера (по имени автора, немецкого физика Августа Тёплера), который позволяет визуализировать оптическую неоднородность в прозрачных преломляющих средах и широко используется, например, в исследованиях аэрокосмической техники для выявления потоков воздуха вокруг объектов.

Суть шлирен-метода заключается в следующем: пучок лучей от точечного или щелевого источника света при помощи линзы направляется через исследуемый объект (в нашем случае — чашка с водой, где плавает дафния) и фокусируется на непрозрачной ширме с острой кромкой (так называемый нож Фуко, см. Foucault knife-edge test). За ширмой ставим объектив, который проецирует изображение на экран. Если в исследуемом объекте нет оптических неоднородностей (неподвижная вода или воздух), то все лучи задерживаются ширмой и картинки на экране не будет. Если же оптическая неоднородность присутствует, она будет рассеивать проходящие лучи света, и часть их, отклонившись, пройдет выше края ширмы. Эти отклонившиеся лучи уловятся объективом и спроецируются на экран — получится изображение тех неоднородностей, которые рассеивали лучи. Такие неоднородности можно наблюдать глазом в режиме реального времени, если заменить объектив на окуляр и через него смотреть на объект. Можно применить цветные светофильтры, чтобы нагляднее видеть характер неоднородностей.

Использование шлирен-метода в визуализации потоков воздуха хорошо показано на видео. Потоки воды визуализируются примерно так же

Эта фотография заплыва дафнии была предоставлена в 2005 году на конкурс научной и технологической визуализации The Vizzies, спонсируемой Национальным научным фондом и журналом Science.

Фото © J. Rudi Strickler из статьи J. R. Strickler, G. Balázsi, 2007. Planktonic copepods reacting selectively to hydrodynamic disturbances. Длина масштабного отрезка на фото: 0,1 см.

Дафния на фотографии вошла в поле видимости в нижнем правом углу и за четыре коротких рывка оказалась в середине картинки. Прокачав воду через свой панцирь в поисках еды и не найдя ее, рачок сделал еще два рывка и оказался в финальной позиции на фотографии — в верхнем левом углу. Здесь дафния попыталась покормиться снова. Весь путь рачок преодолел за 6 секунд.

Эта фотография была сделана при помощи шлирен-метода, или метода Тёплера (по имени автора, немецкого физика Августа Тёплера), который позволяет визуализировать оптическую неоднородность в прозрачных преломляющих средах и широко используется, например, в исследованиях аэрокосмической техники для выявления потоков воздуха вокруг объектов.

Суть шлирен-метода заключается в следующем: пучок лучей от точечного или щелевого источника света при помощи линзы направляется через исследуемый объект (в нашем случае — чашка с водой, где плавает дафния) и фокусируется на непрозрачной ширме с острой кромкой (так называемый нож Фуко, см. Foucault knife-edge test). За ширмой ставим объектив, который проецирует изображение на экран. Если в исследуемом объекте нет оптических неоднородностей (неподвижная вода или воздух), то все лучи задерживаются ширмой и картинки на экране не будет. Если же оптическая неоднородность присутствует, она будет рассеивать проходящие лучи света, и часть их, отклонившись, пройдет выше края ширмы. Эти отклонившиеся лучи уловятся объективом и спроецируются на экран — получится изображение тех неоднородностей, которые рассеивали лучи. Такие неоднородности можно наблюдать глазом в режиме реального времени, если заменить объектив на окуляр и через него смотреть на объект. Можно применить цветные светофильтры, чтобы нагляднее видеть характер неоднородностей.

Использование шлирен-метода в визуализации потоков воздуха хорошо показано на видео. Потоки воды визуализируются примерно так же

Эта фотография заплыва дафнии была предоставлена в 2005 году на конкурс научной и технологической визуализации The Vizzies, спонсируемой Национальным научным фондом и журналом Science.

Фото © J. Rudi Strickler из статьи J. R. Strickler, G. Balázsi, 2007. Planktonic copepods reacting selectively to hydrodynamic disturbances. Длина масштабного отрезка на фото: 0,1 см.

Читайте также:

  
• Плейсмат своими руками
  
• Как сделать эдриана из лол
  
• Полка из картона для кактусов своими руками для дома
  
• Подставки из дерева своими руками
  
• Как сделать футаж в adobe premiere