Принципы работы аэродинамической трубы. Технология изучения прозрачных неоднородностей с помощью «теневого» метода, страница 2

            Если же мы возьмём не точечный источник, а протяжённый, то перекрывание его изображение будет проходить постепенно. В этом случае точки поля, отклоняющие световые лучи на разные углы будут различаться между собой по освещённости. Отсюда понятно, что чувствительность этого метода  зависит от размеров источника света. Взяв диаметр источника достаточно малым, мы получим более точную картину неоднородностей.

            Если ограничивающей диафрагмой служит полуплоскость — нож, то на освещенность изображения влияют только смещения изображения источника перпендикулярно краю ножа, Если смещение наблюдается  вдоль лезвия ножа, то изменения освещения не происходит. Поэтому теневой прибор с такой диафрагмой позволяет отличать места, разнящиеся значениями проекции угла отклонения света на плоскость, перпендикулярную кромке ножа

            Смещение изображения источника света происходит из-за изменения формы волнового фронта. При этом вовсе не обязательно, что бы оно вызывалось плохим качеством объектива. Тоже действие может вызвать любая другая неоднородность, поставленная на пути солнечного света.

            Очень большой выигрыш в количестве света (в разы)  даёт замена круглого источника света щелевым. При этом выгода тем больше, чем меньше ширина открытой части щели. Так, если высота щели 10 мм, а ширина открытой части 1; 0,1; 0.01 мм, и диаметр наполовину перекрытого ножом круглого источника  света соответствует той же чувствительности, то получается выигрыш в количестве света  в 3,9; 39; 390 раз соответственно.

            Однако «метод Фуко» не удобен для количественных измерений, так как из-за использования сходящегося или расходящегося пучка одинаковые неоднородности дают разные смещения изображения источника (щели) в зависимости от того в каком месте пучка они находятся. Поэтому наибольшее распространение получили устройства, в которых неоднородность располагается в параллельном пучке лучей (Рис.2.).

 

       Рис.2. Линзовый прибор с параллельным ходом лучей.
1 - Щелевой источник, 2 и 2' — система линз или зеркал,
3 - исследуемая область, 4 — неоднородность,
5 - диафрагма, 6 — проекционный объектив или окуляр,
7 — экран,   8 — изображение неоднородности

Пучок лучей от точечного или щелевого источника света 1 (рис.2.) линзой или системой линз и зеркал (2-2') направляется через исследуемый объект (3) и фокусируется на диафрагме (нож Фуко), так что изображение источника проецируется на самом краю преграды. Если в исследуемом объекте нет оптических неоднородностей, то все идущие от него лучи задерживаются преградой. При наличии оптической неоднородности (4) лучи будут рассеиваться ею и часть их, отклонившись, пройдёт выше преграды. Поставив за ней проекционный объектив (6) или окуляр, можно на экране (7) получить изображение неоднородностей (8) или наблюдать их визуально. Иногда вместо точечного источника света и ножа Фуко применяют оптически сопряжённые решётки (растры), перекрывающие ход лучам в отсутствие на их пути неоднородностей. Применяются также решётки со щелями в виде цветных светофильтров, позволяющие нагляднее определять характер оптических неоднородностей. Получение менее контрастной картины зон изменения оптической плотностей объекта возможно без перекрытия лучей ножом Фуко или решётками. Просвечивание объекта двумя оптическими системами, установленными под углом друг к другу, позволяет получать стереоскопии, картину распределения неоднородностей в объекте.

 2.2  Газовая динамика — Предельная скорость, число Маха, функции от числа Маха.

                        Рассматривая истечение газа при отсутствии энергетического обмена, нетрудно убедиться в том, что скорость истечения не при каких условиях не может быть выше некоторой максимальной величины ωmax = 44,8√T. Таким образом, при T=300 K   ωmax = 776 м/c.