Стробоскопический эффект. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Стробоскопический эффект - один из видов иллюзий оптических, заключающийся в слиянии в сознании зрителя в один образ отд. изображений неподвижного или движущегося предмета, наблюдаемых не непрерывно, а в течение ряда коротких и периодически следующих друг за другом интервалов времени. Стробоскопический эффект возникает, напр., при периодич. вспышках света в тёмном помещении или при периодич. открывании и закрывании вращающимся диском с прорезями проецируемой на экран картины. Стробоскопический эффект обусловлен т. н. инерцией зрения, т.е. сохранением в сознании наблюдателя зрительного образа в течение 0,1-0,2 с уже после того, как картина, вызвавшая этот образ, исчезнет. Если время между двумя последоват. наблюдениями предмета <0,1-0,2 с, то образы, вызванные отдельно каждым актом наблюдения, сливаются и наблюдение субъективно кажется непрерывным. При таком последоват. восприятии ряда стационарных положений объекта, отличающихся нек-рым изменением их формы или расположения, возникает впечатление движения объекта. При этом угл. сдвиг контуров объекта не должен превышать для наблюдателя 4°, чтобы движение воспринималось плавно непрерывным, без скачков.

Возможны два типа стробоскопического эффекта. Первый возникает при прерывистом наблюдении произвольно движущихся тел. Этот тип стробоскопического эффекта используется в кинематографе и телевидении для воспроизведения движущихся изображений. Второй тип стробоскопического эффекта возникает при наблюдении объектов, совершающих периодич. или квазипериодич. движение. Иллюзия полной неподвижности вращающегося с частотой f₁ предмета, напр. колеса (рис.), возникает, если частота f₁ совпадает с частотой моментов наблюдения (вспышек) f₂. Вращающаяся спица каждый раз освещается в одном и том же положении 0 и кажется неподвижной. Если же f₂ и f₁ не равны, но близки, то воспринимаемое кажущееся движение характеризуется частотой f₂-f₁. На рис. (a)f₂<f₁ т.е. время между вспышками больше периода оборота спицы и она успевает сделать целый оборот и ещё повернуться на небольшой угол. При каждой следующей вспышке спица будет казаться сдвинутой немного в направлении враще-ния последовательно в положения 1, 2, 3 и т.д., т.е. будет казаться медленно вращающейся в том же направлении. Если f₂ >f₁, то каждая последующая вспышка будет освещать спицу, когда она ещё не сделала полного оборота, т.е. последовательно в положениях 1, 2, 3 (рис., б), и она будет казаться медленно вращающейся в сторону, противоположную её реальному движению.

Приборы для реализации стробоскопического эффекта второго типа наз. с т р об о с к о п а м и. В совр. стробоскопах прерывистое освещение осуществляется с помощью импульсных ламп с регулируемой частотой вспышек. Второй тип стробоскопического эффекта хорошо наблюдается при движении объекта с периодич. структурой (вращающиеся диски, разделённые на сектора, колёса со спицами); его используют, напр., в индикаторах угл. скоростей.

Литература по стробоскопическому эффекту

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.