Hava boşluğu flaşı - Air-gap flash

İç kuvars tüpün içindeki üçüncü elektrot tarafından tetiklenen anot ve katot arasındaki kıvılcım. İç boru, kıvılcım için bir kılavuz görevi görür ve onu daha da hızlı soğutur. Dış boru, kıvılcımın ürettiği patlayıcı sesi boğuyor.
Yukarıdaki flaşla çekilmiş bir Smith & Wesson Model 686'nın fotoğrafı . Fotoğraf, karanlık bir odada, kameranın deklanşörü açıkken çekildi ve flaş, bir mikrofon kullanılarak yapılan çekimin sesiyle tetiklendi.
Saniyede yaklaşık 870 metre (2.850 ft/s) hızla hareket eden bir merminin ultra yüksek hızlı fotoğrafı.
Bir ızgara ile oluşturulan hava boşluğu flaş spektrumu .
Üst yarı, gün ışığında hava boşluğunu gösterir. Alt yarı, bir flaş meydana geldikten sonra karanlık bir ortamda kuvars ateşleme tüpünün mavi renkte fosforesansını gösterir .

Bir hava aralığı flaşı , (ultra) yüksek hızlı fotoğrafçılığa izin veren, mikrosaniyenin altında ışık flaşları üretebilen bir fotoğrafik ışık kaynağıdır . Bu, bir kuvars (veya cam) tüpün yüzeyi üzerinde iki elektrot arasında yüksek voltajlı (tipik olarak 20 kV) bir elektrik deşarjı ile elde edilir. Elektrotlar arasındaki mesafe, kendiliğinden boşalma olmayacak şekildedir. Deşarjı başlatmak için, kuvars tüp içindeki bir elektrot üzerine yüksek voltajlı bir darbe (örneğin 70 kV) uygulanır.

Flaş, hızlı bir olayı aydınlatmak için mikrofon veya kesintili lazer ışını gibi bir elektronik algılama cihazı ile senkronize edilerek elektronik olarak tetiklenebilir. Mikrosaniyeden kısa bir flaş, uçuşta fark edilir hareket bulanıklığı olmadan süpersonik bir mermiyi fotoğrafik olarak yakalamak için yeterince hızlıdır.

Tarih

Flaşı popüler hale getiren kişi Harold Eugene Edgerton'dur , ancak daha önceki bilim adamı Ernst Mach de hızlı bir fotoğrafik aydınlatma sistemi olarak bir kıvılcım aralığı kullanmıştır. William Henry Fox Talbot'un kapasitörün orijinal şekli olan bir Leyden kavanozu kullanarak ilk kıvılcım tabanlı flaş fotoğrafını yarattığı söyleniyor . Edgerton, Microflash 549 adı altında bir air-gap flaş satan EG&G şirketinin kurucularından biriydi. Günümüzde birkaç ticari flaş mevcut.

Tasarım parametreleri

Yüksek hızlı flaşın amacı, çok hızlı ve yeterli pozlama için yeterince parlak olmaktır. Bir hava boşluğu flaş sistemi tipik olarak bir gaz (bu durumda hava) yoluyla boşaltılan bir kapasitörden oluşur. Bir flaşın hızı esas olarak kapasitörün gaz yoluyla boşalması için geçen süre ile belirlenir. Bu süre orantılı

,

burada L endüktans ve C sistemin kapasitansıdır . Hızlı olmak için hem L hem de C küçük tutulmalıdır.

Flaşın parlaklığı, kapasitörde depolanan enerji ile orantılıdır:

,

burada V, kapasitör üzerindeki voltajdır . Bu, yüksek parlaklığın büyük bir kapasitans ve yüksek voltaj gerektirdiğini gösterir. Bununla birlikte, büyük bir kapasitans, flaşı yavaşlatacak şekilde nispeten uzun bir deşarj süresine sahip olacağından, tek pratik çözüm, çok düşük bir endüktans ile nispeten küçük bir kapasitör üzerinde çok yüksek bir voltaj kullanmaktır. Tipik değerler 0.05 uF kapasitans, 0.02 uH endüktans, 10 J enerji, 0.5 µs süre ve yaklaşık 20 MW güçtür.

Hava (esas olarak nitrojen) hızlı olduğu için gaz olarak tercih edilir. Xenon, enerjiyi ışığa dönüştürmede çok daha yüksek bir verimliliğe sahiptir, ancak kendi art ışıması nedeniyle hızı yaklaşık 10 mikrosaniye ile sınırlıdır.

Kıvılcım, ışık çıkışını iyileştirmek ve soğutma kapasitesinden faydalanmak için bir kuvars yüzey üzerinde yönlendirilerek flaşı daha hızlı hale getirir. Bu, yüksek enerji deşarjı nedeniyle kuvars erozyonu şeklinde olumsuz bir etkiye sahiptir.

spektral özellikler

Kıvılcım aralığı havada bir plazma oluşturarak boşaldığından , spektrum hem süreklilik hem de spektral çizgiler gösterir , hava %79 nitrojen olduğundan , esas olarak nitrojenden oluşur. Spektrum UV açısından zengindir ancak kızılötesine kadar tüm görünür aralığı kapsar . Ateşleme tüpü olarak bir kuvars tüp kullanıldığında , UV tarafından indüklenen flaştan sonra mavi renkte net bir fosforesans gösterir .

Referanslar

Dış bağlantılar