Stroboskopický efekt - biológia
Kedy Stroboskopický efekt (v kinematografickom kontexte tiež ako Efekt hnacieho kolesa) je termín používaný na označenie zjavne spomalenej alebo obrátenej postupnosti periodických procesov, ktoré sa pozorujú iba v určitých, pravidelne po sebe nasledujúcich časových intervaloch, napríklad pomocou svetelných zábleskov (stroboskopov) alebo rotujúceho disku s oknami, ktoré umožňujú výhľad iba dočasne.
Základy
Ak je frekvencia, s ktorou po sebe nasledujú časové intervaly, najmenej približne 16 Hz, potom sa pozorované fázy procesu zlúčia do zdanlivo nepretržitého procesu kvôli efektu afterimage alebo efektu Phi.
Ak je vzdialenosť medzi časovými intervalmi rovná perióde trvania procesu (alebo jej násobku), potom je proces vždy pozorovaný v rovnakej fáze periodickej postupnosti a zdá sa, že stojí na mieste. Ak je vzdialenosť medzi časovými intervalmi trochu väčšia, potom sa proces pozoruje vždy v trochu neskoršej fáze ako v predchádzajúcom časovom intervale a zdá sa, že postupuje pomaly dopredu. Ak je naopak vzdialenosť medzi časovými intervalmi o niečo menšia ako perióda, potom je fáza vždy o niečo skôr a zdá sa, že proces beží pomaly dozadu.
príbeh
Objav stroboskopického efektu siaha až k pozorovaniu anglického lekára Petra Marca Rogeta (1779–1869). Cez trhliny tmavého plotu uvidel okolo idúci koč na slnkom zaliatej ulici a všimol si, že lúče kolies naberali zvláštne zakrivené a nepohyblivé tvary. Potom sa pokúsil vysvetliť túto optickú ilúziu a zostrojil testovací model, v ktorom plot nahradil páskou s medzerami a koleso sektorovým diskom. Pri pohľade cez trhliny v páske na rotujúci disk videl, že sa jeho pozorovanie potvrdilo. Tento jav vysvetlil graficky a matematicky a svoje zistenia zverejnil v roku 1825. [1]
Belgičan Joseph Plateau ako prvý použil tieto poznatky na imitáciu pohybových sekvencií a skonštruoval fenakistiscope, ktorý obsahoval 16 kresieb na rotujúcom kruhovom disku, ktoré napodobňovali pohybovú sekvenciu. Rakúšan Simon Ritter von Stampfer zase priniesol na trh podobne fungujúce magické disky, známe aj ako „optické magické disky“ alebo „stroboskopické magické disky“. Keď sa jeho tvorba rozšírila, uchytilo sa aj meno pre „stroboskopický disk“, ktorý sa neskôr zjednodušil na „stroboskop“. [1]
Príklady
strojov
Stroboskopický efekt sa používa v mnohých technologických oblastiach na spomalenie rýchlo prebiehajúcich procesov alebo na ich zviditeľnenie ako statický obraz. Napríklad je možné pozorovať vibrácie komponentov alebo rotujúce časti (hriadele, prevody) počas prevádzky.
Účinok pri práci na pohybujúcich sa strojoch je škodlivý, ak bliká svetlo. To je obvykle prípad žiariviek alebo iných plynových výbojok s konvenčným predradníkom. S nimi svetelný tok kolíše v dvojnásobnom rytme sieťového striedavého napätia (t. J. 100 alebo 120 Hz, čo zodpovedá sieťovej frekvencii 50 alebo 60 Hz). To môže viesť k nesprávnemu vyhodnoteniu rotácie alebo smeru rotácie rotujúcich častí. Z dôvodu súvisiaceho rizika nehôd sa musia používať žiarovky alebo iné svetelné zdroje s malým alebo žiadnym blikaním (napríklad žiarivky alebo úsporné žiarovky s elektronickými predradníkmi). Ďalšia možnosť, ako zabrániť tomuto efektu, je dostatočná pre systémy osvetlenia (žiarivky s konvenčným predradníkom), ak ich pripájate k 3 vonkajším vodičom (do 400 V), pretože oscilácie Hertzfreqeunz (HZ) sú posunuté o 120 stupňov.
Komunikačné inžinierstvo
V komunikačnom inžinierstve je stroboskopický efekt nežiaducim účinkom, ktorý sa často vyskytuje, keď sa pri vzorkovaní signálu nedodržala Nyquist-Shannonova veta o vzorkovaní (podvzorkovanie).
Ak sa teraz pokúsite zrekonštruovať pôvodný signál z hodnôt vzorkovania v diskrétnom čase, môže sa stať, že sa rekonštruuje pomocou efektov aliasingu, napríklad s dvojnásobným trvaním periódy.
Film a televízia
V dôsledku superpozície rýchlosti rotujúcich častí zobrazených vo filmoch alebo televízii (napríklad rotujúceho lúča kolies) so snímkovou frekvenciou sa môže javiť, že sa pohyb javí pomalšie alebo v opačnom smere otáčania (efekt kolieska).
Bez blikania sa dosahuje vo filme a televízii, a to aj napriek tomu, že sa obrazový obsah mení iba pri 16, 24, 25 alebo 30 Hz, tým, že sa zobrazuje rovnaký obraz dvakrát alebo trikrát za sebou.