AT241144B

AT241144B - Vorrichtung zur Bestimmung kurzzeitiger physikalischer Vorgänge

Info

Publication number: AT241144B
Application number: AT173363A
Authority: AT
Inventors: Eriks Baltacis
Original assignee: Oesterr Studien Atomenergie
Priority date: 1963-03-05
Filing date: 1963-03-05
Publication date: 1965-07-12

Description

Vorrichtung zur Bestimmung kurzzeitiger physikalischer Vorgänge
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung kurzzeitiger physikalischer Vorgänge und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung zur Teilung der den physikalischen Vorgang darstellenden Strahlen, feste und drehbare Umlenkeinrichtungen für die Strahlen, einen rotierbaren Verschluss nach Art einer Trommel mit Öffnungen, durch die die Strahlenbündel im Winkel zueinander hindurchgeführt sind, wobei eine Intensitätsänderung der Strahlenbündel symmetrisch zur waagrechten Mittelebene der Verschlussöffnungen durchführbar ist, und eine Auffangvorrichtung für die Strahlenbündel umfasst.

Rotierende Verschlüsse sind in den verschiedensten Arten bereits bekannt und finden mannigfaltige Anwendung. Die Verschlüsse bekannter Bauweise beruhen im Prinzip auf durchlochten oder geschlitzten Kreisscheiben, die gegeneinander oder an einer Blende vorbeirotieren.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Fig. 2 zeigt eine andere Vorrichtung mit liegender Trommel, Fig. 3 zeigt noch eine weitere Vorrichtung. Die Fig. 4 gibt die spezielle Ausbildung des Verschlusses längs des Schnittes 4-A der Fig. 5 wieder. Fig. 5 ist eine Seitenansicht des Verschlusses.

Die Fig. 6-10 zeigen aufeinanderfolgende Öffnungsformen für den Durchtritt der Strahlenbündel. Fig. 11 zeigt ein geändertes Detail der Fig. 2.

In Fig. 1 ist schematisch der Aufbau einer Kamera für die stereoskope Wiedergabe extrem schneller Vorgänge gezeigt. Die den physikalischen Vorgang wiedergebenden Strahlen breiten sich von einer Quelle aus. Im vorliegenden Beispiel werden zwei der Strahlen durch ein Linsensystem 1 und 2 hindurchgeführt, u. zw. das Strahlenbündel 9 durch die Linse 1 und das Strahlenbündel 10 durch das Linsensystem 2.

Das Strahlenbündel 10 kommt direkt zum Verschluss 11 und gelangt nach dem Durchtritt durch die Durchbrechung des Verschlusses auf einen rotierenden Spiegel 5, der auch als rotierendes vieJkantiges Spiegelprisma ausgebildet sein kann. Das Strahlenbündel 9 wird am Spiegel 3 umgelenkt und ebenfalls durch Durchbrechungen des Verschlusses geführt, in welchem das Strahlenbündel 9 das Strahlenbündel 10 schneidet. Nach Verlassen des Verschlusses 11 gelangt das Strahlenbündel 9 ebenfalls auf den Spiegel 5. Von diesem Spiegel 5 werden beide Strahlenbündel 9, 10 auf einen bewegten Film projiziert.

Erfolgt die Rotation des Spiegels in Richtung der Bewegung des Filmes 8, so wird das Bild während der Belichtungszeit dem Film 8 nachgezogen, so dass keine relative Bewegung zwischen Film und Bild während der Belichtungszeit erfolgt. Die Bilder 6, 7 von den Strahlenbündel 9, 10 werden so örtlich aufeinander auf den Film projiziert, so dass man durch Auswerten dieser Bilder genau definierte Raum-Zeitpunkte des photographierten extrem schnellen Vorganges erhält.

Wird eine zeitliche Dehnung des zu photographierenden schnellen Vorganges ohne Rücksicht auf die Trennung der Bilder verlangt, so muss die Drehung des Spiegelprismas 5 entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des Filmes erfolgen. Das Bild wird in diesem Fall über den Film "geschmiert".

Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich zur Sichtbarmachung vieler physikalischer kurzzeitiger Prozesse, insbesondere zum Erfassen von extrem schnellen Vorgängen, z. B. in der Plasma-Physik. Der zeitliche Unterschied zwischen den beiden Bildern 6, 7 ist kleiner als 10-11 sec. Es ist selbstverständlich, dass das Verfahren im Hochvakuum durchgeführt werden muss.

Die Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung, bei der die Drehachse der Trommel 11 in Richtung der Achse der Vorrichtung liegt. Das Strahlenbündel 9 trifft auf einen Spiegel 3, der in geeigneter Weise als Hohlspiegel
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der Vorrichtung, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist, noch weiter zu erhöhen. Es ist aber selbstverständlich, dass die Strahlenbündel 9 und 10 auch senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung durch die Trommel hin-

durchtreten können. In diesem Falle müssen die Spiegel 3 und 4 sowie 15 und 16 räumlich gegeneinander versetzt angeordnet sein. Dies ist schematisch in Fig. 11 angedeutet.

In Fig. 3 ist zusätzlich zur Trommel 11 noch eine weitere Trommel 17 konzentrisch in der Trommel 11 angeordnet. Dadurch können die Dunkelperioden wesentlich länger gehalten werden. Gleichzeitig werden hier noch verschiedene Einrichtungen angeordnet, die auch bei den andern Ausführungsvarianten verwendet werden können, jedoch nicht unbedingt notwendig sind, so z. B. ein Verschluss 20, der sowohl als Zentral- sowie auch als Gitterverschluss ausgebildet werden kann oder gegebenenfalls durch einen Bildwandler ersetzt werden kann. Ferner können in den Strahlengängen Filter 18, 19 eingeschaltet werden.

Statt der Linsen 1 und 2 können auch Spiegeloptiken Verwendung finden.

In den Fig. 4 und 5 ist der Verschluss 11 näher dargestellt. Der Verschluss besteht aus einer Trommel, in deren Wandung 2 n schwalbenschwanzartige Durchbrechungen 12 angeordnet sind. Alle diese schwalbenschwanzförmigen Nuten 12 sind in der gleichen Richtung angeordnet. Die Trommel ist vorzugsweise aus reinem Chrom ausgebildet und wird sehr schnell um eine Achse 13 verdreht. Ein zum Verschluss kommender Lichtstrahl muss zwei diametral gegenüberliegende Durchbrechungen durchsetzen, um den rotierenden Spiegel 5 zu erreichen. Durch das Verdrehen der Trommel ändert sich die Öffnung 14 für den Lichtstrahl ständig. Die Änderung der Öffnung erfolgt durch das relative Verschieben der beiden diametral gegenüberliegenden Durchbrechungen mit Bezug zum einfallenden Strahlenbündel.

Die Geometrie der Durchbrechungen erlaubt eine gleichmässige Belichtung des Filmes 8 vom Zentrum zum Rand und umgekehrt. Durch den Aufbau des Verschlusses werden beide Strahlenbündel 9, 10 exakt gleichzeitig gesperrt und geöffnet. An der Trommelwandung können auch Verstrebungen und Wellungen für eine bessere Stabilität der Verschlusstrommel angeordnet sein.

Die Fig. 6-10 zeigen schematisch verschiedene Öffnungen für den Durchtritt der Strahlenbündel ; es wurde hiebei jedoch die Krümmung der Trommel vernachlässigt. Die Öffnungen sind jeweils mit 14 bezeichnet.

Wie bereits erwähnt, ergibt sich durch diese Verschlusstrommel die Möglichkeit, extrem schnelle Vorgänge zu erfassen.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Bestimmung kurzzeitiger physikalischer Vorgänge, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung (1, 2) zur Teilung der den physikalischen Vorgang darstellenden Strahlen (9, 10), feste und drehbare Umlenkeinrichtungen (3, 4, 5, 15, 16) für die Strahlen, einen rotierbaren Verschluss (11) nach Art einer Trommel mit Öffnungen (12), durch die die Strahlenbündel (9, 10) im Winkel zueinander hindurchgeführt sind, wobei eine Intensitätsänderung der Strahlenbündel symmetrisch zur waagrechten Mittelebene der Verschlussöffnungen (12) durchführbar ist, und eine Auffangvorrichtung (8) für die Strahlenbündel (9, 10) umfasst.

Claims

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Teilung der Strahlen (9, 10) Linsensysteme oder Spiegel systeme (1, 2) und zur Umlenkung feste und drehbare Spiegel systeme (3, 4, 5, 15, 16) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Verschluss (11) ein Drehspiegel (5) angeordnet ist, auf den die Strahlenbündel (9, 10) auftreffen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangvorrichtung (8) beweglich ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung von Momentaufnahme der Drehspiegel (5) in gleicher Richtung wie die Auffangvorrichtung (8) verdrehbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung einer höheren zeitlichen Auflösung des physikalischen Vorganges der Drehspiegel (5) gegen die Richtung der Auffangvorrichtung (8) verdrehbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (11) durch eine rotierende Trommel gebildet ist, deren Wandung ( H ) schwalbenschwanzförmiger Durchbrechungen (12) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (13) der Trommel (11) senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (13) der Trommel (11) in Richtung der Längsachse der Vorrichtung angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass konzentrisch mit der Trommel (11) eine zweite Verschlusstrommel (17) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schwal- benschwanzförmigen Durchbrechungen (12) einander gegenüberliegen und sechseckig ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (12) mit ihren Spitzen im gleichen Richtungssinn angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Trommelwandung Versteifungen bzw. Wellungen vorgesehen sind. <Desc/Clms Page number 3>

14. Vorrichtungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Auffangvorrichtung (18) ein in an sich bekannter Weise, vorzugsweise kontinuierlich beweglicher Film vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Wege eines Strahlenbündels oder mehrerer Strahlenbündel (9, 10) Filter (18, 19) angeordnet sind.