Bliká vzduchová mezera - Air-gap flash




An bliká vzduchová mezera je fotografický světelný zdroj schopný produkovat sub-mikrosekundové světelné záblesky umožňující (ultra) vysokorychlostní fotografie. Toho je dosaženo vysokonapěťovým (typicky 20 kV) elektrickým výbojem mezi dvěma elektrodami na povrchu křemenné (nebo skleněné) trubice. Vzdálenost mezi elektrodami je taková, že nedochází k samovolnému výboji. Pro spuštění výboje se na elektrodu uvnitř křemenné trubice přivede vysokonapěťový impuls (například 70 kV).
Blesk lze spustit elektronicky synchronizací s elektronickým detekčním zařízením, jako je mikrofon nebo přerušený laserový paprsek, aby se osvětlila rychlá událost. Submikrosekundový blesk je dostatečně rychlý, aby fotograficky zachytil nadzvukovou kulku za letu bez znatelného rozmazání pohybem.
Dějiny
Osoba pověřená popularizací blesku je Harold Eugene Edgerton, ačkoli dřívější vědec Ernst Mach také použil jiskřiště jako systém rychlého fotografického osvětlení. William Henry Fox Talbot prý vytvořil první zábleskovou fotografii na bázi jisker pomocí a Leyden jar, původní forma kondenzátoru. Edgerton byl jedním ze zakladatelů VEJCE společnost, která prodala záblesk vzduchové mezery pod názvem Microflash 549.[1] Dnes je k dispozici několik komerčních záblesků.
Konstrukční parametry
Cílem vysokorychlostního blesku je být velmi rychlý a přesto dostatečně jasný pro odpovídající expozici. Zábleskový systém vzduchové mezery se obvykle skládá z kondenzátoru, který je vypouštěn plynem (v tomto případě vzduchem). Rychlost záblesku je dána hlavně dobou potřebnou k vybití kondenzátoru plynem. Tento čas je úměrný
,
ve kterém L je indukčnost a C kapacita systému. Abychom byli rychlí, musí být L i C malé.
Jas blesku je úměrný energii uložené v kondenzátoru:
,
kde V je napětí na kondenzátoru. To ukazuje, že vysoký jas vyžaduje velkou kapacitu a vysoké napětí. Jelikož by však velká kapacita měla relativně dlouhou dobu vybíjení, díky níž by byl blesk pomalý, jediným praktickým řešením je použití velmi vysokého napětí na relativně malém kondenzátoru s velmi nízkou indukčností. Typickými hodnotami jsou kapacita 0,05 µF, indukčnost 0,02 µH, energie 10 J, doba trvání 0,5 µs a výkon přibližně 20 MW.[2]
Jako plyn je preferován vzduch (hlavně dusík), protože je rychlý. Xenon má mnohem vyšší účinnost při přeměně energie na světlo, ale je omezen rychlostí asi 10 mikrosekund, což je způsobeno jeho vlastním dosvitem.
Jiskra je vedena přes křemenný povrch, aby se zlepšil světelný výkon a využil chladicí výkon, čímž se blesk zrychlí.[3][4] To má negativní účinek ve formě eroze křemene kvůli vysokému výboji energie.
Spektrální vlastnosti
Vzhledem k tomu, že se jiskřiště vypouští ve vzduchu a generuje a plazma, spektrum ukazuje kontinuum i spektrální čáry, hlavně z dusík protože vzduch je 79% dusíku. Spektrum je bohaté na UV ale pokrývá celý viditelný rozsah až do infračervený.Když křemen trubice se používá jako zapalovací trubice, ukazuje čirý fosforescence modře po záblesku vyvolaném UV zářením.
Reference
- ^ http://people.rit.edu/andpph/text-microflash-549-manual.pdf
- ^ Edgerton, Harold E. (19706). Elektronický blesk, stroboskop, Kapitola 7, Mc Graw Hill, New York. ISBN 007018965X / 0-07-018965-x.
- ^ Topler, M, Ann Physik, sv. 4, č. 27, str. 1043-1050, 1908
- ^ Edgerton, H. E. K, K. Cooper a J. Tredwell, Submicrosecond Flash Source, J. SMTPE, sv. 70, s. 117, březen 1961