Un estroboscopio, también conocido como luz estroboscópica , es un instrumento que se utiliza para hacer que un objeto que se mueve cíclicamente parezca moverse lentamente o estar estacionario. Consiste en un disco giratorio con ranuras u orificios o una lámpara, como un tubo de destellos , que produce destellos de luz breves y repetitivos. Por lo general, la velocidad del estroboscopio se puede ajustar a diferentes frecuencias. Cuando se observa un objeto giratorio o vibrante con el estroboscopio a su frecuencia de vibración (o un submúltiplo de esta), parece estacionario. Por lo tanto, los estroboscopios también se utilizan para medir la frecuencia.
El principio se utiliza para el estudio de objetos giratorios , alternativos , oscilantes o vibrantes . Las piezas de máquinas y las cuerdas vibrantes son ejemplos comunes. Un estroboscopio utilizado para establecer el tiempo de encendido de los motores de combustión interna se denomina luz de sincronización .
En su forma mecánica más simple, un estroboscopio puede ser un cilindro giratorio (o un recipiente con un borde elevado) con orificios o ranuras espaciados uniformemente colocados en la línea de visión entre el observador y el objeto en movimiento. El observador mira a través de los orificios o ranuras del lado cercano y lejano al mismo tiempo, mientras las ranuras o los orificios se mueven en direcciones opuestas. Cuando los orificios o las ranuras están alineados en lados opuestos, el objeto es visible para el observador.
Como alternativa, se puede utilizar un único orificio o ranura móvil con un orificio o ranura fijos o estacionarios. El orificio o ranura estacionarios limitan la luz a una única trayectoria de visión y reducen el deslumbramiento de la luz que pasa a través de otras partes del orificio o ranura móviles.
Mirar a través de una sola línea de agujeros/ranuras no funciona, ya que los agujeros/ranuras parecen simplemente barrer el objeto sin un efecto estroboscópico.
La velocidad de rotación se ajusta de manera que se sincronice con el movimiento del sistema observado, que parece disminuir la velocidad y detenerse. La ilusión es causada por el aliasing temporal , comúnmente conocido como efecto estroboscópico .
En las versiones electrónicas, el disco perforado se sustituye por una lámpara capaz de emitir destellos de luz breves y rápidos. Normalmente se utiliza una lámpara de descarga de gas o de estado sólido, porque son capaces de emitir luz casi instantáneamente cuando se aplica energía y apagarse con la misma rapidez cuando se corta la energía.
En comparación, las lámparas incandescentes tienen un breve período de calentamiento cuando se activan, seguido de un período de enfriamiento cuando se corta la energía. Estos retrasos dan como resultado manchas y desenfoques en los detalles de los objetos parcialmente iluminados durante los períodos de calentamiento y enfriamiento. Para la mayoría de las aplicaciones, las lámparas incandescentes son demasiado lentas para lograr efectos estroboscópicos claros. Sin embargo, cuando se las opera con una fuente de CA, en la mayoría de los casos son lo suficientemente rápidas como para causar un zumbido audible (al doble de la frecuencia de la red eléctrica) en la reproducción de audio óptico, como en la proyección de películas.
La frecuencia del destello se ajusta de modo que sea igual o una fracción unitaria de la velocidad cíclica del objeto, momento en el cual se ve que el objeto está estacionario o se mueve lentamente hacia atrás o hacia adelante, dependiendo de la frecuencia del destello.
Las lámparas de neón o diodos emisores de luz se utilizan habitualmente para aplicaciones estroboscópicas de baja intensidad. Las lámparas de neón eran más comunes antes del desarrollo de la electrónica de estado sólido, pero están siendo reemplazadas por LED en la mayoría de las aplicaciones estroboscópicas de baja intensidad.
Las lámparas de destello de xenón se utilizan para aplicaciones de destellos de intensidad media y alta. Para que los destellos sean lo suficientemente rápidos o brillantes, es posible que se requiera un enfriamiento activo, como por aire forzado o por agua, para evitar que la lámpara de destello de xenón se derrita.
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En general, se le atribuye a Joseph Plateau de Bélgica la invención del estroboscopio en 1832, cuando utilizó un disco con ranuras radiales que giraba mientras veía imágenes en una rueda giratoria separada. El dispositivo de Plateau se conoció como " fenaquistoscopio ". Hubo una invención casi simultánea e independiente del dispositivo por parte del austríaco Simon Ritter von Stampfer , al que llamó "estroboscopio", y es su término el que se utiliza hoy en día. La etimología proviene de las palabras griegas στρόβος - strobos , que significa "remolino" y σκοπεῖν - skopein , que significa "mirar".
Además de tener importantes aplicaciones para la investigación científica, las primeras invenciones tuvieron un éxito popular inmediato como métodos para producir imágenes en movimiento , y el principio se utilizó para numerosos juguetes. Otros pioneros emplearon espejos giratorios o espejos vibratorios conocidos como galvanómetros de espejo .
En 1917, el ingeniero francés Etienne Oehmichen patentó el primer estroboscopio eléctrico, [1] construyendo al mismo tiempo una cámara capaz de disparar 1.000 fotogramas por segundo.
Harold Eugene Edgerton ("Doc" Edgerton) utilizó una lámpara destellante para estudiar las partes de una máquina en movimiento. [2] General Radio Corporation luego produjo este dispositivo en forma de su "Strobotac", un ejemplo temprano de un estroboscopio comercialmente exitoso. [3]
Más tarde, Edgerton utilizó destellos de luz muy cortos como medio para producir fotografías fijas de objetos en rápido movimiento, como balas en vuelo.
Los estroboscopios desempeñan un papel importante en el estudio de las tensiones que se ejercen sobre las máquinas en movimiento y en muchas otras formas de investigación. Los estroboscopios brillantes pueden contrarrestar la iluminación ambiental y hacer que los efectos de stop-motion sean evidentes sin necesidad de condiciones ambientales oscuras.
También se utilizan como instrumentos de medición para determinar la velocidad cíclica. Como luz de sincronización se utilizan para fijar el tiempo de encendido de los motores de combustión interna .
En medicina, los estroboscopios se utilizan para visualizar las cuerdas vocales y diagnosticar afecciones que han producido disfonía (ronquera). El paciente tararea o habla en un micrófono que, a su vez, activa el estroboscopio en la misma frecuencia o en una ligeramente diferente. La fuente de luz y una cámara se colocan mediante endoscopia .
Otra aplicación del estroboscopio se puede ver en muchos tocadiscos de gramófono . El borde del plato tiene marcas a intervalos específicos de modo que cuando se observa bajo una luz fluorescente alimentada a la frecuencia de la red , siempre que el plato esté girando a la velocidad correcta, las marcas parecen estar estacionarias. Esto no funcionará bien bajo una luz incandescente , ya que las bombillas incandescentes no estroboscópicas de manera significativa. Por esta razón, algunos tocadiscos tienen una bombilla de neón o LED junto al plato. El LED debe ser accionado por un rectificador de media onda del transformador de red o por un oscilador.
Las lámparas estroboscópicas también se han adaptado como efecto de iluminación para discotecas y clubes nocturnos , donde dan la impresión de estar bailando a cámara lenta. La velocidad de destello de estos dispositivos no suele ser muy precisa ni muy rápida, ya que las aplicaciones de entretenimiento no suelen requerir un alto grado de rendimiento.
El destello rápido de la luz estroboscópica puede dar la ilusión de que la luz blanca está teñida de color, conocido como color de Fechner . Dentro de ciertos rangos, el color aparente puede ser controlado por la frecuencia del destello. Las frecuencias de estímulo efectivas van desde 3 Hz en adelante, con frecuencias óptimas de aproximadamente 4-6 Hz. Los colores son una ilusión generada en la mente del observador y no un color real. El trompo de Benham demuestra el efecto. [4] [5] [6] [7]
Medios relacionados con Estroboscopios en Wikimedia Commons
La definición del diccionario de estroboscopio en Wikcionario