Önemli İcatlar - Stroboskop

Önemli İcatlar - Stroboskop
MsXLabs.org

Sponsorlu Bağlantılar

Yere bırakılan bir cisim, uçan bir böcek ya da havada düşen bir sıvı damlası, insan gözünün onların hızını, hareketlerinin kesin doğrultusunu ya da tam biçimlerini fark etmesine olanak vermeyecek kadar hızlı hareket ederler. Dönen bir cisim (topaç, tekerlek, dişli ya da pervane gibi) belirli bir hızın üstünde devir yapıyorsa, göz bu hareketin hızını değerlendiremez, yalnızca bulanık bir şey görür. Uygulamada, cismin bu hareketini “dondurabilen” (durduran) bir araç son derece yararlı olur. Bu araca stroboskop adı verilir.

Hızlı Hareketler Nasıl Gözlenir?
Bir masa tenisi topunun elden düştüğünü varsayalım. Çıplak bir göz onun önce yavaş, sonra hızlı düştüğünü görür, ama olayın akışını açıkça izleyemez. Bu gözlemi yapmanın bir yolu topu karanlıkta elden bırakıp kısa ve düzenli aralıklarla aydınlatmaktır. Bu durumda top, giderek artan uzaklıklarda farklı noktalarda görülür; çünkü düşerken hızı artmaktadır.
Aralıklı olarak yanan ışık kaynağı, dairesel hareket için bile çok kullanışlıdır. Sözgelimi, altı çıkıntısı olan bir çark 0,1 saniyede bir kez dönüyor ve her 0,017 saniyede bir aydınlatmıyorsa, hemen hemen hiç dönmüyormuş gibi görülür. Işık verilen zamanlarda çark aydınlanır ve belirli bir konumda görülür. Işık söner ve 0,017 saniye sonra yeniden yanar. Bu sırada çark (saniyede 10 devir yaparak) daire çemberinin altıda biri kadar döner. Böylece her çark çıkıntısı, bir önceki gözlemde başka birinin bulunduğu yere gelir. Tüm çark çıkıntıları aynı olduğundan, gözlemci çarkın dönüp dönmediğini saptayamaz ve çark, gerçekte oldukça hızlı döndüğü halde, dönmüyormuş gibi görünür. Aynı sonuç daha farklı aydınlatma frekanslarıyla (sözgelimi 0,1 saniyede bir aydınlatma) elde edilebilir; ama o zaman, çarkın görün, tüsü titrer. Aslında sabit bir görüntü elde etmek için, saniyede en az 16–18 kez ışık gelmelidir. Çarkın hızı bilinmiyorsa, ışığın yanıp sönme frekansı çark çıkıntıları aynı konumda kalana kadar yavaşça değiştirilebilir. Çark yalnızca o zaman duruyormuş gibi görünür. Değişmez zaman aralıklarıyla tekrarlanan (çarkın dönmesi gibi) peryodik olayların gözlenmesiyle ilgili bu yöntem, “stroboskopla gözlem yöntemi” diye adlandırılır. Bundan dolayı stroboskop temelde, peryodik zaman aralıklarında güçlü ışık verilen bir ışık kaynağıdır.

Stroboskop’un Özellikleri
Bir stroboskop, çok kısa bir zaman içinde yoğun bir ışık salmalı ve ışığın salındığı zaman aralığı değişmez olmalıdır. Aynı zamanda, ışığın salındığı frekansı değiştirebilmelidir. Son derece yalın bir stroboskopun yapılmasıyla ilgili bir örnek, aracın özelliklerini anlamaya yardımcı olabilir. Bir stroboskop sıradan bir ampul (ışık kaynağı için), üstünde yarıkları olan döner bir disk (aralıklı olarak ışığı kesmek için) ve hızı değişebilen bir elektrik motoru (değişen ışık frekansları elde etmek için) kullanarak yapılabilir.

Yapımının Bazı Ayrıntıları
Lamba. Ampulün bir filamanı bulunmalı, ideal olarak da bu filaman elden geldiğince düz bir çizgi biçiminde olmalıdır. Her ampulün düz bir filamanı yoktur, ama dümdüz bir filaman da gerekli değildir. Sözgelimi, yay biçiminde bir filaman da kabul edilebilir. Ampulün, döner diskteki yarıklar doğrultusundan bakıldığında filamanı düz görünecek biçimde yerleştirilmesi gerekir. Bu düzenlemeyle, diskteki yarıkların, yalnızca ışık ekseni önünde bulunduğu kısa süreler için ışığın geçmesine izin vermesi sağlanmış olur. Böylece kısa süreli, ama yoğun bir ışık çakması elde edilebilir. Ampul ve merceklerin desteği, konumları hiç bozulmayacak biçimde sabitleştirilmelidir. Normal olarak, bunun için en kararlı konum, motorun yerleştirildiği tabandır.
Burada yalnızca merceklere düşen ışık kullanılmaktadır. Geriye kalan ve aracın içine yayılan ışığın soğurulması gerekir; bunun için, bir paravana yapılmalıdır. Uygun bir paravana, ampulü ve kutuyu soğutan hava dolaşımını sağlamak için üstünde delikleri olan bir karton kutudan yapılabilir. 100 vatlık bir ampul yeterli bir ışık sağlar. Gözlemlerde daha yüksek vatlı ampuller yararlı olabilir; ama paravananın yanmasını önlemek için, daha etkili hava dolaşımı ve soğutma sistemi gerekir.
Kondansatör. Kondansatörün mercekleri, tutkalla bir kağıt tüp içine monte edilebilir. Bu mercekleri uygun uzaklıkta sabit tutmak için, tutkallanmış bir kağıt bilezik kullanılabilir.
Yarıklar açılmış disk. Çeşitli yarıkları olan üç diskle, birçok, durumda doyurucu sonuçlar elde edilebilir. Yavaş hareketli olayları gözlemek için kullanılan bir diskin, yarıçap boyunca açılmış tek bir yarığı olmalıdır. Bu disk, dönme peryoduna eşit olan maksimum zaman aralığı ile ışık çakması elde etmeyi sağlar. Motor dakikada yaklaşık 3000 devirlik bir maksimum hızla dönüyorsa, saniyede 50 kez ışık kesilmesi elde edilir. İkinci disk üstünde, yarıçap boyunca 20 yarık bulunmalıdır. Bu disk motor maksimum hızla çalıştığında, saniyede yaklaşık 1000 ışık kesilmesi frekansıyla bir ışık çakması üretir. Yarık darsa, ışık çakmasının süresi 0,0001 saniyeye kadar düşebilir; bu, elektronik flaşlardan elde edilebilen en küçük değerin daha da altındadır. Üçüncü diskte, ilk ikisinin arasındaki bir sayıda yarık (yarıçap boyunca 5 yarık olabilir) bulunabilir. Işık kaynağının motorun yukarısına sabitleştirilebilmesi için, diskin çapı 20 sm’den küçük olmamalıdır. Yarıklar, ampuldeki filamanın görün, tüsünden biraz uzun ya da yaklaşık olarak 3 – 4 sm olmalıdır. Genişlikleri birkaç milimetreden fazla olmamalıdır (5 -10 mm kadar). Diski motor şaftına bağlamak için, bir göbek parça kullanılabilir.

Gözlem Nasıl Yapılr?
Stroboskopun yapılmasından sonra, diskin gözlem sırasında fırlayıp düşmeyecek biçimde motor şaftına bağlanmış olup olmadığının sınanması gerekir. Aşırı ısınmanın önlenmesi için, ampul çevresindeki hava akımı da denetlenmelidir. Gözlemlere, üstüne ışık düştüğünde karanlıkta iyi görebilmesi için canlı renklerle boyanmış bir cismin düşmesi gibi yalın hareketlerle başlanmalıdır. Biraz deney kazanıldıktan sonra, bir böceğin kanat çırpışlarını gözleme gibi daha karışık deneyler yapılabilir. Böyle bir gözlem yapılırken, böceğin kanatları “duruncaya” kadar motor hızı değiştirilirken, cismin de ışık kaynağının eksenine yakın tutulmasına dikkat edilir, iki hız birbirinden çok az farklıysa, uçuş yavaş hareketlerle izlenir. Stroboskop deneyleri gözle izlenebildiği gibi, sonuçları saklamak için fotoğraf da çekilebilir. Stroboskopun, hızlı hareket eden parçaların gözlenmesi ve kesin frekans saptamaları için çok çeşitli uygulamaları vardır. Elektrik süpürgesinde olduğu gibi, fırça hareketi ve titreşimlere kadar elektrik motorunun çalışması incelenebilir. Sanayide bakım işlerinde dişlilerin, mil dirseklerinin ve öteki hareketli parçaların ayarsızlık, düzensizlik ve aşınmalarını zarara yol açmadan saptamak için, stroboskopla incelemeler yapılabilir. Uçak parçaları üstünde titreşim hareketinin etkileri de benzer biçimde incelenebilir.

Kaynak

Önemli İcatlar - Stroboskop

Benzer Konular

Benzer Konular

MsXLabs Üye Girişi

Önemli İcatlar - Stroboskop

Benzer Konular

Benzer Konular