Drehspiegel für hohe Umdrehungszahlen Zum Studium schnell bewegter
Vorgänge werden bekanntlich vielfach Drehspiegel verwendet, denen man eine möglichst
hohe Umdrehungszahl zu geben sucht. Die Umdrehungszahl ist jedoch durch das Trägheitsmoment
des Spiegels beschränkt, weshalb man bei größeren Umdrehungsgeschwindigkeiten im
allgemeinen verhältnismäßig kleine Spiegel anwenden muß.Rotating mirror for high revolutions For studying faster moving
Processes are known to be used in many cases rotating mirrors, which one as possible
seeks to give high RPM. However, the number of revolutions is determined by the moment of inertia
of the mirror is limited, which is why at higher speeds of rotation in the
generally have to use relatively small mirrors.
Gerade beim Studium sehr schnell bewegter Vorgänge, insbesondere zur
Lichtgeschwindigkeits- und Entfernungsmessung, iergibt sich nun die Schwierigkeit,
daß das, Bild der Lichtquelle durch den sehr schnell umlaufendenDrehspiegel sehr
starkauseinaridergezogen werden muß und infolgedessen sehr lichtschwach wird; deshalb
besteht gerade in. diesem Fall das Bedürfnis, eine möglichst große Auffangfläche,
d. h. einen möglichst großen Spiegel zu verwenden. Kann nämlich die Lichtquelle
nicht durch eitle "Linse auf ihn abgebildet werden, so muß er möglichst groß sein,
um möglichst viel Strahlenenergie aufnehmen zu können. Ist jedoch eine Abbildung
der Lichtquelle möglich, so muß der Spiegel deshalb ,groß sein, damit keine Beugung
auftritt, durch die das an und für sich .schon stark-auseinandergezogene Bild noch
Ünschärfer und dadurch lichtschwächer gemacht wird.Especially when studying very fast moving processes, especially for
Speed of light and distance measurement, there is now the difficulty
that the image of the light source through the rotating mirror rotating very quickly
has to be pulled apart and as a result becomes very faint; for this reason
in this case there is a need to have as large a collecting area as possible,
d. H. use as large a mirror as possible. Namely, the light source can
are not mapped onto it through a vain lens, it must be as large as possible,
in order to be able to absorb as much radiation energy as possible. However, it is an illustration
the light source is possible, so the mirror must therefore be large so that there is no diffraction
occurs through which the image, which is already strongly stretched in and of itself, is still
Is made more sharper and thus fainter.
Ein Drehspiegel für hohe Umdrehungszahlen, insbesondere zur Lichtgeschwindigkeits-
und -Entfernungsmessung, läßt sich dadurch großflächig ausbilden, daß er gemäß der
Erfindung aus mehreren um parallele Achsen synchron drehbaren Teilspiegeln geringen
Trägheitsmoments und großer Längsgusdehnung zusammengesetzt ist. Der Spiegel nach
der Erfindung ist also z. B. wie eine Jalousie aufgebaut, deren einzelne Klappen
jede für sich einen Drehspiegel darstellen,
die in dem Augenblick,
in dem alle parallel gerichtet sind, einen Spiegel von großer Auffangfläche bilden.A rotating mirror for high speeds, especially for the speed of light
and distance measurement, can be formed over a large area that he according to the
Invention of several partial mirrors that can be rotated synchronously about parallel axes
Moment of inertia and large longitudinal expansion is composed. The mirror after
the invention is z. B. constructed like a blind, the individual flaps
each represent a rotating mirror,
who at the moment
in which all are directed parallel, form a mirror with a large collecting surface.
In der Zeichnung sind einige Ausführungs-;. formen des Drehspiegels
nach der Erfindu,
dargestellt.
In Abb. z bedeuten i, 2, 3, q., 5, 6 ei
Reihe von ebenen Einzelspiegeln, die siA um die Achsen 7, 8, 9, i o, i i, 12 drehen
lassen, welche alle senkrecht zur Zeichenebene gedacht sind. In der in' der Abb.
i dargestellten Umdrehungsphase bilden die Teilspiegel eine gemeinsame Spiegelfläche
großen Ausmaßes. In der Abb.2 ist eine andere Umdrehungsphase festgehalten, bei
der die einzelnen Teilspiegel keine ,gemeinsame Spiegelfläche bilden. In diesem
Augenblick kann natürlich nicht beobachtet wer den. Jeder Spiegel für sich ist als
längliches Rechteck gemäß Abb. 3 .ausgebildet, und alle Teilspiegel sind unter sich
kongruent. .In the drawing are some execution; shape the rotating mirror according to the invention, shown.
In Fig.z i, 2, 3, q., 5, 6 mean ei
Series of flat individual mirrors that can be rotated around axes 7, 8, 9, io, ii, 12, all of which are intended to be perpendicular to the plane of the drawing. In the phase of rotation shown in Fig. I, the partial mirrors form a common mirror surface of large dimensions. In Fig. 2 another phase of rotation is recorded, in which the individual partial mirrors do not form a common mirror surface. At this moment, of course, cannot be observed. Each mirror is designed as an elongated rectangle according to Fig. 3, and all partial mirrors are congruent among themselves. .
Eine andere Ausführungsform ist in Abb. 4 dargestellt, bei der jeder
Einzelspiegel als Prisma. mit fünf Seitenflächen ausgebildet ist, die alle als,
Spiegel wirken können.Another embodiment is shown in Fig. 4, in which each
Single mirror as a prism. is designed with five side surfaces, all of which are
Mirror can work.
Es braucht die Gesamtfläche, die von den Teilspiegeln zusammen gebildet
wird, im üb-. rigen nicht notwendig eint ebene Spiegelfläche zu sein, sie kann auch
gekrümmt sein, oder es kann eine Spiegelschraube von ihnen gebildet werden. Im letztgenannten
Fall ist jeder einzelne Teilspiegel als längliche Spiegelschraube ausgebildet. Für
den Fall, daß die Gesamtfläche eben sein soll, wie sie in Abb. i bis 3 dargestellt
ist, müssen, wie bereits :erwähnt, sämtliche Teilspiegel kongruent ausgebildet sein.
Bei der Verwendung von Prismen gemäß Abb. q. besteht die Möglichkeit, die einzelnen
Flächen jeden Prismas derart auszubilden, daß sie verschiedene Breite haben. Auch
könnten die Prismenflächen so beschaffen. sein, daß sich je nach der Phase
des Gesamtspiegels abwechselnd beispielsweise ein Ebenen- und ein Hohlspiegel oder
mehrere Hohlspiegel verschiedener Brennweite ergeben.It takes the total area, which is formed by the partial mirrors together, in the over-. They do not necessarily have to be a flat mirror surface, they can also be curved, or a mirror screw can be formed from them. In the latter case, each individual partial mirror is designed as an elongated mirror screw. In the event that the entire surface is to be flat, as shown in Figs. I to 3, all partial mirrors must, as already mentioned, be designed to be congruent. When using prisms as shown in Fig. Q. it is possible to design the individual surfaces of each prism in such a way that they have different widths. The prism surfaces could also be designed in this way. be that, depending on the phase of the overall mirror, alternately, for example, a plane mirror and a concave mirror or several concave mirrors of different focal lengths result.
Gemäß der Erfindung ergibt sich folgende wichtige Anwendungsmöglichkeit
für einen der beschriebenen Drehspiegel hoher Umdrehungszahl und großer Auffangfläche.
Diese Anwendung besteht in der Messung der Entfernung von Gegenständen, beispielsweise
von Flugzeugen, mittels reflektierten Lichtes. An Hand der Abb. 5 sei diese Anwendung
näher beschrieben. Ein Flugzeug 13 wird von einem Scheinwerfer 14 mit sichtbarem
oder auch infrarotem Licht angestrahlt, und zwar über einen Drehspiegel 15
nach der Erfindung und unter Umständen noch über einen Umlenk-,e:iegel 16. Entsprechend
der Foucaultschen '..Methode zur Bestimmung der Lichtzeschvzn-
;keit wird das von dem Flugzeug 13 re-
jZktierte Licht von dem Spiegel i 5 wieder
aufgefangen und einer Vorrichtung i; zugeleitet, die bei ultrarotem Licht als Photozelle
oder bei sichtbarem Licht als Skala mit irgendeiner optischen Ablesevorrichtung
ausgebildet ist. Es ist natürlich auch möglich, außer dem Sendespiegel 15 noch einen
besonderen Empfangsspiegel vorzusehen, welcher mit dem Sendespiegel synchron umläuft.
Aus der Verschiebung des aufgefangenen Strahlenbündelsgegenüber dem ausgesandten,
d. h. aus dem in der Zeichnung mit a bezeichneten Winkel ergibt sich dann umgekehrt
wie bei dem Foucaultschen Versuch aus der Lichtgeschwindigkeit die Entfernung des
Flugzeugs.According to the invention, there is the following important application possibility for one of the rotating mirrors described with a high number of revolutions and a large collecting surface. This application consists in measuring the distance from objects, for example from airplanes, by means of reflected light. This application is described in more detail using Fig. 5. An aircraft 13 is illuminated by a headlight 14 with visible or infrared light, namely via a rotating mirror 1 5 according to the invention and possibly also via a deflection, e: iegel 16. According to Foucault's method for determining the Lichtzeschvzn- ; this will be carried out by the aircraft 13
Marked light from mirror i 5 again
collected and a device i; which is designed as a photocell in the case of ultrared light or as a scale with any optical reading device in the case of visible light. It is of course also possible, in addition to the transmission mirror 15, to provide a special reception mirror which rotates synchronously with the transmission mirror. From the displacement of the captured ray bundle with respect to the emitted, ie from the angle denoted by a in the drawing, the distance of the aircraft then results from the speed of light, inversely as in Foucault's experiment.