FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2020
176 городов
September – November 2020
312 cities
09-11 октября 2020
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

Физики сняли распространение ударной волны в воде с частотой триллион кадров в секунду

Физики создали камеру, которая позволяет снимать со скоростью триллион кадров в секунду и с ее помощью можно увидеть процессы, происходящие в прозрачных объектах — например, распространение ударной волны в воде и движение света в кристалле. Статья опубликована в журнале Science Advances.

Высокоскоростная съемка используется учеными давно. С ее помощью можно изучать деформацию материала при ударе, следить за летящей пулей или началом ядерного взрыва. Но значительная часть интересных для изучения процессов прозрачны или почти прозрачны, такие как воздушный вихрь, взрывная волна или химические реакции. Для создания камеры, способной зафиксировать такие процессы, требуется не только добиться высокой частоты кадров, но и адаптировать технологию фазово-контрастной микроскопии, используемую для изучения бесцветных объектов.

Камера, созданная под руководством профессора Лихона Вана (Lihong Wang) из Калифорнийского технологического института называется pCUP (phase-sensitive compressed ultrafast photography). pCUP наследует ключевую особенность своего предшественника, камеры LLE-CUP. В отличие от обычных сверхбыстрых камер, она не делает много снимков с высокой частотой. Вместо этого снимается всего один кадр, но используемая в pCUP матрица записывает любое изменение картинки в период пока он длится. Это позволяет ускорить съемку в несколько раз.

Другой особенностью pCUP является использование фазово-контрастной съемки. В основном, мы видим объекты потому, что они изменяют яркость или цвет света. Прозрачные и бесцветные предметы, как воздух или стекло, мы замечаем благодаря эффектам преломления и отражения, но далеко не всегда, и заметить тонкий слой воды или очень чистое стекло под прямым углом к поверхности почти невозможно. Для фазово-контрастной съемки прозрачность объекта не является помехой, она фиксирует не яркость и не цвет, а сдвиг фаз света. 

Скорость распространения света различна для разных сред и материалов. Попадая из воздуха в стекло, световая волна замедляется. Изменяется скорость света и при разных температуре или плотности. Если даже представить себе абсолютно прозрачный предмет, то замедление им световой волны сдвинет ее фазу. Этот сдвиг фазы можно сделать видимым, сконструировав систему линз и, таким образом, увидеть и сам предмет.

 

Как результат, pCUP позволяет увидеть в замедленной съемке очень быстрые и прозрачные явления. В тестах, проведенных авторами, было снято распространение взрывной волны в воде и движение светового фронта лазера в кристалле. Ученые предполагают, что в дальнейшем изобретение может быть использовано для изучения сгорания топлива в двигателях, процесса передачи нервных импульсов и многого другого.

Ранее ученые изобрели рентгеновскую киносъемку, позволяющую увидеть внутреннюю структуру объектов в динамике. Также для наблюдения за движущимися клетками были приспособлены атомно-силовые микроскопы.

Источник: https://nplus1.ru/news/2020/01/23/ultracamera.

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Другие статьи в этой рубрике

Графен в медицине

Ксения Рыкова для ПостНауки

Астрономы поймали длинный гамма-всплеск от взрыва далекой сверхновой

Астрономы смогли достоверно обнаружить новую пару сверхновая—гамма-всплеск в далекой галактике. Подобные открытия позволяют понять связь между этими катаклизмами и более детально разобраться в механизмах генерации гамма-всплесков.

Взрыв сверхновой разложили на этапы

Сверхновые звёзды — основной источник элементов жизни во Вселенной. Существование человечества и всего живого стало возможно благодаря тем химическим элементам, которые были получены в результате взрыва сверхновых звёзд.

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Антибиотики вызывают припадки необъяснимым путем, заявляют ученые

Морскую губку превратили в графит

Сегодня ученые работают над созданием неорганических и органических гибридных композитов, устойчивых к агрессивным воздействиям веществ и температуры. В новом исследовании биологи нагрели скелет морской губки и получили графит с особой структурой.

Второе рождение сверхзвука?

Самолеты «Конкорд» и «Ту-144» ржавеют в музеях авиации, но мечта о сверхзвуковых перелетах жива. Сейчас стадию разработки проходят мощные реактивные двигатели, позволяющие космическому самолету всего за 4 часа доставить пассажиров из Лондона в Сидней.

Сосуды (Часть 2)

Астрофизики обнаружили «загрязненную» кальцием звезду