Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Стробоскоп, сондай-ақ строб деп те аталатын, циклдік қозғалыстағы нысанды баяу қозғалып тұрған немесе тоқтағандай етіп көрсетуге арналған құрал. Ол тесіктері немесе ойықтары бар айналмалы дисктен немесе қысқа мерзімді, қайталама жарық шығаратын флэш-түтік сияқты шамнан тұрады. Әдетте, стробоскоптың жиілігі әртүрлі мәндерге реттеледі. Айналмалы немесе дірілдеп тұрған нысанды стробоскоппен оның дірілдеу жиілігінде (немесе оның бөлігінде) қарағанда, ол тоқтағандай көрінеді. Сондықтан стробоскоптар жиілікті өлшеу үшін де қолданылады. Бұл принцип айналмалы, поршеньдік, тербелісті немесе дірілдеп тұрған нысандарды зерттеуде пайдаланылады. Машина бөліктері мен дірілдеп тұрған жіптер – осыған жиі кездесетін мысалдар. Ішкі жану қозғалтқыштарының тұтандыру уақытын реттеуге қолданылатын стробоскоп – уақыт белгісі деп аталады.
Instrument used to make a cyclically moving object appear to be slow moving, or stationary
A stroboscope, also known as a strobe, is an instrument used to make a cyclically moving object appear to be slow moving, or stationary. It consists of either a rotating disk with slots or holes or a lamp such as a flashtube which produces brief repetitive flashes of light. Usually, the rate of the stroboscope is adjustable to different frequencies. When a rotating or vibrating object is observed with the stroboscope at its vibration frequency (or a submultiple of it), it appears stationary. Thus stroboscopes are also used to measure frequency. The principle is used for the study of rotating, reciprocating, oscillating or vibrating objects. Machine parts and vibrating string are common examples. A stroboscope used to set the ignition timing of internal combustion engines is called a timing light.
Механикалық
Ең қарапайым механикалық түрінде, стробоскоп айналатын цилиндр (немесе көтеріңкі жиегі бар тостаған) болуы мүмкін, онда бақылаушы мен қозғалатын нысан арасындағы көру сызығына бір-бірінен тең арақашықтықта тесіктер немесе ойықтар орналастырылады. Бақылаушы жақын және алыс жақтағы тесіктер/ойықтар арқылы бірден қарайды, ойықтар/тесіктер қарама-қарсы бағытта қозғалады. Тесіктер/ойықтар қарама-қарсы жақта түйіскенде нысан бақылаушыға көрінеді. Балама ретінде, бір қозғалмалы тесік немесе ойық, бекітілген/қозғалмайтын тесік немесе ойықпен қолданылуы мүмкін. Бекітілген тесік немесе ойық жарықты бір ғана қарау жолына шектейді және қозғалмалы тесік/ойықтың басқа бөліктерінен өтетін жарықтың жылтырауын азайтады. Бір қатар тесіктер/ойықтар арқылы қарау жұмыс істемейді, себебі тесіктер/ойықтар нысанның үстінен ғана жылдам өтеді, строб эффектін тудырмайды. Айналу жылдамдығы бақыланатын жүйенің қозғалысымен сәйкестендіріледі, соның салдарынан ол баяулап, тоқтаған сияқты көрінеді. Бұл иллюзия уақытша қателік тудыру арқылы пайда болады, бұл стробоскоптық эффект деп белгілі.
In its simplest mechanical form, a stroboscope can be a rotating cylinder (or bowl with a raised edge) with evenly spaced holes or slots placed in the line of sight between the observer and the moving object. The observer looks through the holes/slots on the near and far side at the same time, with the slots/holes moving in opposite directions. When the holes/slots are aligned on opposite sides, the object is visible to the observer. Alternately, a single moving hole or slot can be used with a fixed/stationary hole or slot. The stationary hole or slot limits the light to a single viewing path and reduces glare from light passing through other parts of the moving hole/slot. Viewing through a single line of holes/slots does not work, since the holes/slots appear to just sweep across the object without a strobe effect. The rotational speed is adjusted so that it becomes synchronised with the movement of the observed system, which seems to slow and stop. The illusion is caused by temporal aliasing, commonly known as the stroboscopic effect.
Электрондық
Электрондық нұсқаларда перфорацияланған диск қысқа және жылдам жарық шығаратын шаммен алмастырылады. Әдетте газды разрядты немесе қатты күйдегі шам қолданылады, себебі олар қуат қосылғанда дерлік бірден жарық шығара алады және қуатты өшіргенде сол қалпында тез өшеді. Қарама-қарсылығы, қыздыру шамдары қуат қосылғанда қысқа уақытқа жылынады, ал қуат өшірілгенде салқындау кезеңіне ие болады. Бұл кешігулер жылыну және салқындау кезеңдерінде жартылай жарықтандырылған нысандардың бөлшектерінің бүркіліп, нашар көрінуіне әкеледі. Көптеген қолданбалар үшін қыздыру шамдары айқын стробоскоптық эффекттер үшін тым баяу. Дегенмен, олар айнымалы ток көзінен жұмыс істегенде, көбінесе кинопроекция сияқты оптикалық аудио көшіруде естілетін гуіл (желілік жиіліктің екі еселенгенінде) тудыра алады. Жарықтың жиілігі нысанның циклдық жылдамдығына тең немесе оның бірлік үлесіне сәйкес етіледі, осы кезде нысан тұрақтанған немесе жарық жиілігіне байланысты баяу алға немесе артқа жылжитын сияқты көрінеді. Неон шамдары немесе жарықдиодтар (LED) көбінесе төмен қарқынды стробоскоптық қолданбаларда қолданылады. Неон шамдары қатты күйдегі электроника дамығанға дейін жиі қолданылатын, бірақ көптеген төмен қарқынды стробоскоптарда LED шамдарымен алмастырылуда. Ксенонды жарқырағыш шамдар орташа және жоғары қарқынды стробоскоптық қолданбаларда қолданылады. Жеткілікті түрде жылдам немесе жарқын жандыру үшін ксенон шамның балқыуын болдырмау үшін мәжбүрлі ауамен немесе сумен салқындату сияқты белсенді салқындату қажет болуы мүмкін.
In electronic versions, the perforated disc is replaced by a lamp capable of emitting brief and rapid flashes of light. Typically a gas discharge or solid state lamp is used, because they are capable of emitting light nearly instantly when power is applied, and extinguishing just as fast when the power is removed. By comparison, incandescent lamps have a brief warm up when energized, followed by a cool down period when power is removed. These delays result in smearing and blurring of detail of objects partially illuminated during the warm up and cool down periods. For most applications, incandescent lamps are too slow for clear stroboscopic effects. Yet when operated from an AC source they are mostly fast enough to cause audible hum (at double mains frequency) on optical audio playback such as on film projection. The frequency of the flash is adjusted so that it is an equal to, or a unit fraction of the object's cyclic speed, at which point the object is seen to be either stationary or moving slowly backward or forward, depending on the flash frequency. Neon lamps or light emitting diodes are commonly used for low intensity strobe applications. Neon lamps were more common before the development of solid state electronics, but are being replaced by LEDs in most low intensity strobe applications. Xenon flash lamps are used for medium and high intensity strobe applications. Sufficiently rapid or bright flashing may require active cooling such as forced air or water cooling to prevent the xenon flash lamp from melting.
Тарих
Бельгиялық Джозеф Плато 1832 жылы стробоскопты ойлап тапқан деп есептеледі, ол радиалды ойықтары бар дискіні пайдаланып, айналатын жеке дөңгелектегі бейнелерді қарап тұрғанда бұратын. Платоның құрылғысы «Фенакистоскоп» деп аталды. Осы құрылғыны австриялық Саймон Риттер фон Штампфер шамамен бір уақытта және тәуелсіз түрде ойлап тапты, оны «Стробоскоп» деп атады және оның термині бүгінге дейін қолданылады. Этимологиясы грек сөздерінен шыққан: στρόβος (strobos) – «айналма», σκοπεῖν (skopein) – «қарау». Ғылыми зерттеулерде маңызды қолданысқа ие болғаннан бөлек, алғашқы өнертабыстар жылдам қозғалатын суреттерді жасау әдісі ретінде бірден танымал болды және бұл принцип көптеген ойыншықтарда қолданылды. Басқа да алғашқы пионерлер айналмалы немесе тербелмелі айналарды, белгілі бір «айналы гальванометрлерді» пайдаланды. 1917 жылы француз инженері Этьен Оемьишен алғашқы электрлік стробоскопқа патент алды, сонымен бірге секундына 1000 кадрға дейін түсіре алатын камера жасады. Харольд Эджертон («Док» Эджертон) қозғалатын машина бөліктерін зерттеу үшін импульстік шамды қолданды. Кейін General Radio Corporation бұл құрылғыны «Строботак» деп аталатын, коммерциялық сәттілікке жеткен стробоскоптың алғашқы үлгісі ретінде шығарды. Эджертон кейіннен өте қысқа жарық импульстарын жылдам қозғалатын нысандардың, мысалы, ұшып бара жатқан оқтардың суреттерін түсіру үшін пайдаланды.
Joseph Plateau of Belgium is generally credited with the invention of the stroboscope in 1832, when he used a disc with radial slits which he turned while viewing images on a separate rotating wheel. Plateau's device became known as the "Phenakistoscope". There was an almost simultaneous and independent invention of the device by the Austrian Simon Ritter von Stampfer, which he named the "Stroboscope", and it is his term which is used today. The etymology is from the Greek words στρόβος strobos, meaning "whirlpool" and σκοπεῖν skopein, meaning "to look at". As well as having important applications for scientific research, the earliest inventions received immediate popular success as methods for producing moving pictures, and the principle was used for numerous toys. Other early pioneers employed rotating mirrors, or vibrating mirrors known as mirror galvanometers. In 1917, French engineer Etienne Oehmichen patented the first electric stroboscope, building at the same time a camera capable of shooting 1,000 frames per second. Harold Eugene Edgerton ("Doc" Edgerton) employed a flashing lamp to study machine parts in motion. General Radio Corporation then went on to produce this device in the form of their "Strobotac", an early example of a commercially successful stroboscope. Edgerton later used very short flashes of light as a means of producing still photographs of fast moving objects, such as bullets in flight.
Қолданбалар
Стробоскоптар қозғалыстағы машиналарға түсетін жүктемені зерттеуде және көптеген басқа да зерттеулерде маңызды рөл атқарады. Күшті стробоскоптар қоршаған ортаның жарығын басып, қараңғы жағдайлардың қажеті болмай, тоқтату әсерін анық көрсете алады. Олар циклдық жылдамдықты анықтауға арналған өлшеу құралдары ретінде де қолданылады. Уақыт белгісі ретінде ішкі жану қозғалтқыштарының тұтану уақытын реттеу үшін пайдаланылады. Медицинада стробоскоптар дауыс шығару жолдарының диагностикасы үшін, дысфонияны (қақауыздықты) тудырған жағдайларды анықтау үшін қолданылады. Науқас микрофонға үн қосып немесе сөйлейді, бұл өз кезегінде стробоскопты бірдей немесе сәл өзге жиілікте қосады. Жарық көзі мен камера эндоскопия арқылы орналастырылады. Стробоскоптың тағы бір қолданылуы граммофондық дискілерде кездеседі. Дискінің жиегінде белгілі бір аралықта белгілер болады, осылайша, егер дискі дұрыс жылдамдықпен айналса, оларды желілік жиілікпен жұмыс істейтін люминесцентті жарықта қарағанда тұрғандай көрінеді. Бұл шамдардың қыздыруымен жақсы жұмыс істемейді, себебі шамдар айқын строб эффектін бермейді. Осы себепті кейбір дискілерде дискінің жанында неондық шам немесе жарықдиод (LED) орналасқан. Жарықдиодты желілік трансформатордан жартылай толқынды түзеткіш арқылы немесе генератор арқылы қосу қажет. Флэш-лампалар дискотекалар мен түнгі клубтарда жарық эффектісі ретінде қолданылады, онда олар баяу қозғалыста билегендей сезім тудырады. Бұл құрылғылардың строб жылдамдығы көбінесе өте дәл немесе жоғары болмайды, өйткені ойын-сауық мақсатында жоғары өнімділік қажеттілігі көбінесе болмайды.
Stroboscopes play an important role in the study of stresses on machinery in motion, and in many other forms of research. Bright stroboscopes are able to overpower ambient lighting and make stop motion effects apparent without the need for dark ambient operating conditions. They are also used as measuring instruments for determining cyclic speed. As a timing light they are used to set the ignition timing of internal combustion engines. In medicine, stroboscopes are used to view the vocal cords for the diagnosis of conditions that have produced dysphonia (hoarseness). The patient hums or speaks into a microphone which in turn activates the stroboscope at either the same or a slightly different frequency. The light source and a camera are positioned by endoscopy. Another application of the stroboscope can be seen on many gramophone turntables. The edge of the platter has marks at specific intervals so that when viewed under fluorescent lighting powered at mains frequency, provided the platter is rotating at the correct speed, the marks appear to be stationary. This will not work well under incandescent lighting, as incandescent bulbs do not significantly strobe. For this reason, some turntables have a neon bulb or LED next to the platter. The LED must be driven by a half wave rectifier from the mains transformer, or by an oscillator. Flashing lamp strobes have also been adapted as a lighting effect for discotheques and night clubs where they give the impression of dancing in slow motion. The strobe rate of these devices is typically not very precise or very fast, because entertainment applications do not usually require a high degree of performance.
Фехнер түсі
Стробоскоптық жарықтың жылдам жыпылықтауы ақ жарықтың түске боялған сияқты көрінуіне себеп болуы мүмкін, бұл құбылыс Фехнер түсі деп аталады. Белгілі бір шектеулерде, көрінетін түс жыпылықтау жиілігі арқылы бақылана алады. Тиімді стимул жиілігі 3 Гц-тен басталады және оңтайлы жиілік шамамен 4–6 Гц құрайды. Бұл түстер – бақылаушының санасында туындайтын көрініс, нақты түс емес. Бенхамның айналмалы дискісі осы әсерді көрсетеді.
Rapid flashing of the stroboscopic light can give the illusion that white light is tinged with color, known as Fechner color. Within certain ranges, the apparent color can be controlled by the frequency of the flash. Effective stimuli frequencies go from 3 Hz upwards, with optimal frequencies of about 4–6 Hz. The colours are an illusion generated in the mind of the observer and not a real color. The Benham's top demonstrates the effect.