סטרובוסקופ

תמונה בחשיפה ארוכה של כדור מקפץ, המואר 25 פעמים בשנייה באמצעות מבזק מחזורי

סְטְרוֹבּוֹסְקוֹפ הוא מכשיר המיועד לצפיה בעצמים נעים, בהפרשי זמן קבועים. המכשיר משמש למדידת אותה תנועה ולחקירתה. לרוב משמש הסטרובוסקופ לצפייה בתנועה מחזורית מהירה.

סוגים

מבזק מחזורי מקצועי

סטרובוסקופ מכני

גליל שבהיקפו מספר זוגי של חריצים (מקבילים לציר הגליל) במרווחים קבועים. הצופה מביט בעצם הנע מבעד לזוגות חריצים נגדיים, בזמן שהגליל מסתובב סביב צירו בתדירות הרצויה. תדירות הצפייה היא מכפלת תדירות הסיבוב במספר החריצים. אפשרות אחרת היא שימוש בזוג חריצים - אחד קבוע והשני חולף על פניו בתדירות הרצויה. צפייה דרך חריץ אחד שנע לא מביאה לתוצאה הנדרשת.

הסטרובוסקופ המכני מבוסס על המצאות דומות מהמאה ה-19, ששימשו להצגת סרטונים קצרים, כגון הפנקיסטיסקופ, והזואיטרופ. מקור השם "סטרובוסקופ" בשמה של אחת מהמצאות אלה. ביוונית, סטרובוס (στρόβος) פירושו סחרור.

מבזק מחזורי

נורה מהבהבת בתדירות שניתנת לשינוי. לצורך כך דרושה נורה שיכולה להדלק ולהכבות בזמן קצר בהרבה מזמן המחזור, למשל נורת התפרקות חשמלית בגז, או דיודה פולטת אור.

המבזק המחזורי הומצא בשנת 1931, על ידי הרולד יוג'ין אדגרטון מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, לחקר תנועת מנוע סינכרוני.

תוצא סטרובוסקופי

המחשה
כאשר תדירות ההבהוב שווה לתדירות הסיבוב של המחוג (במרכז), נראה שהמחוג במנוחה. כאשר תדירות ההבהוב גבוהה במקצת (מימין), נראה כי המחוג נע לאחור.

לשימוש בסטרובוסקופ השפעה מיוחדת על מראיתה של תנועה מחזורית מהירה: כאשר תדירות הצפייה $\ f_{s}$ היא שבר יסודי מתדירות תנועת העצם $\ f_{r}$, העצם יראה נייח. אם תדירות הצפייה נמוכה במעט מתדירויות אלה, יידמה כי העצם נע באיטיות קדימה (בכיוון התנועה האמיתי). אם תדירות הצפייה גבוהה במקצת, יידמה כי העצם נע לאחור.

באופן כללי יותר, כאשר יחס התדירויות, $\ f_{r}/f_{s}=n/m$, הוא שבר (מדומה או אמיתי) מצומצם עם מכנה, $\ m$, קטן, העצם עשוי להיראות במנוחה ב-$\ m$ מקומות לאורך מסלולו, בו זמנית. עם שינוי תדירות הצפייה בקרבת תדירויות אלה, יידמה כי דמויות העצם נעות באיטיות קדימה או אחורה. תדירות תנועה זו נתונה על ידי: $\ f_{w}=f_{r}-{\frac {n}{m}}f_{s}$.

עבור עצם מסתובב בעל סימטריה סיבובית $\ N$, למשל גלגל עם $\ N$ חישורים, יש להכפיל את $\ f_{r}$ במספר זה. מספר החישורים הנצפה יהיה $\ mN$.

שימושים

פרק זה לוקה בחסר. אנא תרמו למכלול והשלימו אותו.

הסטרובוסקופ משמש בעיקר לצפייה בגופים מסתובבים או רוטטים, ומדידת התדירות שלהם.

• אקדח הצתה למנוע בעירה פנימית הוא מבזק מחזורי, המשמש לקריאת הזווית של גל הארכובה ברגע ההצתה.
• סטרובוסקופיה של שפתות הקול משמשת לבדיקה רפואית של צרידות.
• כיול תדירות הסיבוב של מכשיר פטיפון, בעזרת נורת גז, שמאירה בתדירות כפולה משל רשת החשמל, ושנתות מתאימות על היקף הפלטה המסתובבת, או על התקליט.
• טיונר סטרובוסקופי לכיוון כלי נגינה. גלגל שבהיקפו שנתות מסתובב בתדירות מתאימה לגובה הצליל המיועד, מואר בסנכרון עם אות השמע. זהו הטיונר המדויק ביותר.
• בבתי דפוס, משמש מבזק מחזורי לבקרת איכות בזמן הדפסה מהירה ומתמשכת. המבזק מאיר בקצב שבו מודפסים עמודים זהים.

ראו גם

• אשליית גלגל הכרכרה