シュリーレン法

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この章を学ぶ前に必要な知識
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要約

概要

シュリーレン法は、空気の状態によって密度が変化し屈折率が変化することを利用して平行光でその状態を可視化する手法.メジャーな手法の一つでShadowGraph(影絵)より微細な変化を鮮明に映し出すことが可能です.
ー 条件 ー
  • 気体の濃度が場所によって異なっている
ー 効果 ー
  • 気体の状態(濃度変化)を画像に映し出すことができる
  • 衝撃波などを可視化できる
ーポイントー
  • シャドウグラフ(shadowgraph)とシュレーリン法の違いはナイフエッジ(焦点で光を絞る機構)の有無
  • シャドウグラフは濃度の二次微分、シュレーリン法は濃度の一次微分
  • 焦点距離を長くしてコントラストを上げるために、精度の高い凹面鏡がよく用いられる
  • 凹面鏡の場合に、平面鏡はなくても構わないが一般的に光軸が長いため使用される

解  説

シュリーレン法は、空気の状態によって密度が変化し屈折率が変化することを利用して平行光でその状態を可視化する手法.メジャーな手法の一つでShadowGraph(影絵)より微細な変化を鮮明に映し出すことが可能です.
シュリーレン法とは
シュリーレン法以前はシャドウグラフ法がよく用いられていた. この二つの手法の違いについてまとめます.上記の通りシュリーレン法の方が鮮明に映し出されるため一般的に好まれます. シャドウグラフではナイフエッジを使わないというのが大きな違いです. それ以外の光学系については特に違いがありません. シャドウグラフではナイフエッジを用いず、濃度勾配の微分、すなわち濃度の二次微分を映し出します. 一方でシュリーレン法は、ナイフエッジを用いることで一部の光を遮り、濃度の一次微分を映し出します.
シュリーレン法とシャドウグラフ法の違い
シュリーレン法の説明概要
シュリーレン法の構成方法はレンズを使うものや凹面鏡を使ったものが考案されています. できる限りコントラストのはっきりとした画像を撮像するために焦点距離を長くしたいので、精度の高い凹面鏡を用いることが一般的です.このとき平面鏡が用いられるのは光路が長くなるためでなくても可視化の上では問題ない. 被写体は平行光の部分に配置する.
シュリーレン法の構成
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