Mintázat 2.óra
Az alábbi órán a különböző kísérleti technikák működési elvével foglalkoztunk. Fontos tudni, hogy a jelen órán vizsgált rendszereknél a válasz nem lineáris a perturbációval, azaz ha van két megoldásunk, akkor ezek lineárkombinációja nem lesz megoldás. A továbbiakban ezen az órán olyan technikákkal fogunk foglalkozni, amelyek segítségével a kis amplitudójú, vagy bonyolult geometriájú esetben a térbeli struktúrákat láthatóvá lehet tenni.
Tartalomjegyzék
- 1 Kísérleti technikák
- 2 Árnyékleképezés (shadowgraph)
- 3 Schlieren technika
- 4 Polarizációs mikroszkópia (kettőstörés)
- 5 Fáziskontraszt mikroszkópia
- 6 Interferencia mikroszkópia
- 7 Periodikus struktúrák detektálása diffrakcióval (helyérzékeny fotodetektorok)
- 8 Sebességmérés áramlásokban (Particle Image Velocity - PIV)
- 9 Sebességmérés áramlásokban (Particle Tracking)
- 10 Nem átlászó rendszerek belsejében lejátszódó jelenségek vizualizálása (index matching)
- 11 Nem átlászó rendszerek belsejében lejátszódó jelenségek vizualizálása (PEPT, DWS, MRI, CT)
- 12 CCD és CMOS szenzorok tulajdonságai
- 13 Hivatkozások
Kísérleti technikák
A következő technikákkal foglalkozunk az alábbiakban:
- Árnyékleképezés (shadowgraph), schlieren technika
- Polarizációs mikroszkópia (kettőstörés), fáziskontraszt és interferencia mikroszkópia
- Periodikus struktúrák detektálása diffrakcióval (helyérzékeny fotodetektorok)
- Sebességmérés áramlásokban (Particle Image Velocimetry - PIV, Particle Tracking)
- Nem átlátszó rendszerek belsejében lejátszódó jelenségek vizualizálása (index matching, PEPT, DWS, MRI, CT)
- CCD és CMOS szenzorok tulajdonságai
Árnyékleképezés (shadowgraph)
Lényege: intenzív, monokromatikus fényforrással optikai inhomogenitások árnyékképét hozzuk létre. A jelenség alapja, hogy a fény az optikailag sűrűbb közeg felé törik (hajlik el - lásd lentebb a bal oldali ábrát). Egy inhomogén optikai közeg (például egy gyertyaláng) különböző részei fókuszálják, más részei pedig defókuszálják a beérkező fénynyalábot, így kialakul egy árnyékkép. Az árnyékkép alakjából pedig következtetni tudunk a megfigyelt minta sűrűségeloszlására. Természetesen ez a technika csak optikailag átlátszó közegek esetén (pl. levegő, víz, üveg) alkalmazható.
A fénytörés jelensége
Gradiens indexű lencse fényfókuszálása
A fenti, jobb oldali ábrán látható gradiens indexű lencse (gradient index lens) éppen úgy fókuszálja (vagy defókuszálja) a fényt, ahogy az árnyékleképezés során az inhomogén anyagok keresztülhaladó fénnyel is történik. A lencse működését a fenti ábra jól szemlélteti. Egy egyszerű, (például) kocka alakú tárgyról van szó, melynek törésmutatója inhomogén és így a domború lencsékhez hasonlóan fókuszálja a fényt.
- Példák a fenti jelenségre
Az autó fölött "fodrozódó" levegő is a fent ismertetett hatás következménye
A gyertyaláng árnyékképe
