Görüntülemeye Yardımcı Teknikler ve Uygulamaları

Görüntülemeye yardımcı teknikler ve uygulamaları



Bilim ve mühendislik alanında, sık sık, gözle ya da fotoğraf yardımıyla doğrudan doğruya incelenmeleri çok güç olan renksiz, saydam ve ışıksız cisimlerle karşılaşılır: Uçak kanatlarındaki ya da türbin kanatlarındaki hava akışı; doğal taşınım (kon-veksiyon) sorunları; sıvı ve gazların karışması; pencere camlarında bulunan kusurlar; vb
Bu gibi durumlarla ilgili olaylar çoğunlukla, incelenen bölgenin kırılma indisinde (saydam bir ortamın ışığı kırma özelliği) değişikliklere yolaçar

Söz konusu değişiklikler, ışık geçirgenliğini etkilediklerinden, buna göre geliştirilmiş gözlem ya da fotoğraf yöntemleriyle görünür hale getirilebilirler Bu amaçla kullanılan birçok yöntem arasında en sık uygulananı, ilk kez Almanya'da, üretim yöntemleri yüzünden cam içinde çizgiler biçiminde oluşan düzensizlikleri araştırmada yararlanılan Schlieren yöntemidir
Bir ışık demeti, ışığın doğrultusuna dik olan düzlemde yeralan ve tıpkı PRİZMA gibi indis değişiklikleri içeren saydam bir ortamdan geçerse, kırılma indisinin büyük olduğu yerde, ışığın hızı azaldığından, ışık demeti normal yolundan sapar Schlieren yönteminde, bu sapmaları saptamak, böylece kırılma indisindeki değişiklikleri gözlemek ya da kaydetmek amacıyla, birçok teknik kullanılabilir

Sistem, gözlenmek istenilen olayların cinsine ve büyüklüğüne göre düzenlenir Deneyin iki boyutlu olduğunu ya da başka bir deyişle, gözlenecek olayın ışık demetine dik yerleştirilmiş düz ve paralel iki cam levha arasında oluştuğunu düşünelim Sözgelimi, uçak kanadının bir bölümünün, yan duvarlardaki pencereler arasında, ışık demeti doğrultusunda yerleştirildiği HAVA TÜNELİ deneyinde durum böyledir Optik sistemlerde hem mercek, hem de aynalar kullanılabilir Burada geniş bir ışık demeti gerektiği için, daha kolay ve ucuz yapılan ayna kullanıldığını kabul edelim

İçbükey aynalarda, eksene paralel gelen bütün ışınların birleşerek görüntü oluşturdukları bir odak noktası vardır Sistem tersine çevrilir, yani odak
noktasına, noktasal bir ışık kaynağı yerleştirilirse, bu kez paralel bir ışık demeti elde edilir Uygulamada ışık kaynağının, paralel demetin dışında kalması için, ayna hafifçe eğimli yerleştirilir Bu ışık demeti, ikinci bir içbükey aynanın üstüne düşürülürse, ikinci aynanın odağında, kaynağın görüntüsü oluşur

Uçak kanadının parçası iki aynanın arasına yerleştirilirse, ışık kaynağının görüntüsünün hemen önüne yerleştirilen mercek yardımıyla kanadın görüntüsü oluşturularak, bu görüntü, bir ekrana ya da fotoğraf filmine yansıtılabilir İki ayna arasında ışık paralel olduğundan, kanadın çevresindeki her nokta, ikinci aynanın odağında kaynağın ayrı bir görüntüsünü oluşturur Işık, geçtiği yol boyunca bir değişikliğe uğramazsa bu görüntülerin tümü aynı noktada birleşir Ancak, kanadın çevresinden akan havanın yoğunluğu ile basıncı değiştiğinden, kırılma indisi de değişir ve bazı ışınlar hafifçe saparak, ötekilerle aynı noktada kesişmez Buna karşılık mercek, ışık kaynağına değil, kanat parçasına odaklandığından, bu ışınların da normal görüntüsünü oluşturur
Işınlar saptıkları, bu sapma da, merceğin önündeki görüntüde değişikliklere yolaçtığı için, söz konusu değişiklikler gözlenebilir «Bıçak sırtı

Uygulamalar:

Işık kaynağı olarak DEŞARJ TÜPÜ ya da sinyal LAZER'leri kullanılarak, Schlieren fotoğrafları için saniyenin milyonda birinden daha kısa poz süreleri elde edilebilir Hareketli resimler için birçok yöntem, kullanılır Bu yöntemler yardımıyla, patlamalardan sonra oluşan ses dalgaları ya da çok hızlı hareket eden mermilerin oluşturduğu şok dalgaları gibi apansız değişiklikler incelenebilir Söz konusu yöntemler, incelenmek istenen olayda değişikliğe yolaçmazlar Alışılmış sistemlerdeki aynaların çapı, 30 cm - 1 metre arasında değişir

OPTİK ÖĞE ÜRETİMİ'nde kullanılan ve Foucault deneyi diye nitelendirilen benzer bir sistemle, yalnızca havanın kırılma indisi değil, aynaların niteliği de ölçülür Aynanın yüzeyindeki kusurlar, kullanılan ışığın dalgaboyundan daha küçük bile olsalar, kolayca fark edilen değişikliklere yolaçarlar