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Schlierenfotografie

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Die Schlierenfotografie ist eine Fototechnik, die 1864 vom deutschen Chemiker und Physiker August Toepler entwickelt wurde.

Die Erscheinung, dass aufsteigende Luftströme über sonnenbeschienenem Grund ihre Form und Lage unregelmäßig zu verändern pflegen, und durch diesen Luftstrom betrachtete Gegenstände verzerrt und flimmernd erscheinen (→Fata Morgana), kann ganz allgemein zur Kenntlichmachung von Schwankungen der optischen Dichte (Gradient des Brechungsindex’) in Flüssigkeiten und Gasen herangezogen werden.

Dabei kann es sich um die gerade stattfindende Vermischung oder Lösung verschiedener Stoffe miteinander, um thermische Konvektionsbewegungen oder zum Beispiel um Luft-Stoßwellen um fliegende Projektile oder Profile im Windkanal handeln.

Anwendung findet dieses Schlierenverfahren dementsprechend in der Strömungstechnik, der Ballistik, der Untersuchung der Ausbreitung und Vermischung von Gasen und Lösungen und der Untersuchung des Wärmeaustausches durch Konvektion.

Die nebenstehende Abbildung zeigt das Funktionsprinzip der Schlierenfotografie. Die zu untersuchende Volumenregion bzw. Schicht (hier: eine brennende Kerze mit Konvektion) (1) wird von links mit parallelem Licht (z.B. eine Punktlichtquelle + Kollimator, beides nicht abgebildet) beleuchtet und durch ein Objektiv (2) auf dem Schirm (4) abgebildet. Der Großteil des Lichts (gelbe Pfeile) trifft auf eine Blende (3), oft in Form einer Kante. Dichteschwankungen eines inhomogenen Mediums in der Schicht (1) leiten einen Teil der Lichtstrahlen (grüner Pfeil) an der Blende (3) vorbei; fast nur dieses Licht erzeugt das Abbild auf dem Schirm. Die Helligkeitsschwankungen dieses Abbildes entsprechen den örtlichen Gradienten des Brechungsindex’, veranlasst durch die Dichteschwankungen bzw. Strömung. Für ein kontrastreiches Bild der Strömung muss das Licht scharf auf die Kante der Blende (3) fokussiert werden, was durch eine möglichst punktförmige Lichtquelle und die Anordnung der Blende in der Bildebene der Lichtquelle erreicht wird.

Ein ähnliches Verfahren wird bei der Eidophor-Videoprojektion angewendet – hier ist die inhomogene Schicht jedoch ein Ölfilm, der von einem Elektronenstrahl strukturiert wird.

Eine aktuelle Entwicklung ist Schlierenfotografie von Flugzeugen in der Luft mit stationären und fliegenden Kameras (AirBOS).

Siehe auch

Weblinks

 Commons: Schlierenfotografie  – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Schlierenfotografie (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

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