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Un flash de entrehierro es una fuente de luz fotográfica capaz de producir destellos de luz de duración inferior a un microsegundo, lo que permite realizar fotografías a una velocidad (ultra)alta . Esto se consigue mediante una descarga eléctrica de alto voltaje (normalmente 20 kV) entre dos electrodos sobre la superficie de un tubo de cuarzo (o vidrio). La distancia entre los electrodos es tal que no se produce una descarga espontánea. Para iniciar la descarga se aplica un pulso de alto voltaje (por ejemplo, 70 kV) sobre un electrodo situado dentro del tubo de cuarzo.
El destello se puede activar electrónicamente sincronizando el disparo con un dispositivo de detección electrónico, como un micrófono o un rayo láser interrumpido, para iluminar un evento rápido. Un destello de menos de un microsegundo es lo suficientemente rápido como para capturar fotográficamente una bala supersónica en vuelo sin que se note el desenfoque de movimiento.
La persona a la que se atribuye la popularización del flash es Harold Eugene Edgerton , aunque el científico anterior Ernst Mach también utilizó un espacio de chispa como un sistema de iluminación fotográfica rápida. Se dice que William Henry Fox Talbot creó la primera fotografía con flash basada en chispa, utilizando una botella de Leyden , la forma original del condensador. Edgerton fue uno de los fundadores de la empresa EG&G , que vendió un flash de espacio de aire con el nombre de Microflash 549. [1] Hay varios flashes comerciales disponibles en la actualidad.
El objetivo de un flash de alta velocidad es ser muy rápido y, a la vez, lo suficientemente brillante para una exposición adecuada. Un sistema de flash con entrehierro normalmente consta de un condensador que se descarga a través de un gas (aire en este caso). La velocidad de un flash está determinada principalmente por el tiempo que tarda en descargarse el condensador a través del gas. Este tiempo es proporcional a
,
donde L es la inductancia y C la capacitancia del sistema. Para que sea rápido, tanto L como C deben mantenerse pequeños.
El brillo del flash es proporcional a la energía almacenada en el condensador:
,
donde V es el voltaje a través del capacitor. Esto demuestra que un alto brillo requiere una gran capacitancia y un alto voltaje. Sin embargo, dado que una gran capacitancia tendría un tiempo de descarga relativamente largo que haría que el destello fuera lento, la única solución práctica es usar un voltaje muy alto en un capacitor relativamente pequeño, con una inductancia muy baja. Los valores típicos son 0,05 µF de capacitancia, 0,02 µH de inductancia, 10 J de energía, 0,5 µs de duración y aproximadamente 20 MW de potencia. [2]
Se prefiere el aire (principalmente el nitrógeno) como gas porque es rápido. Aunque el xenón tiene una eficiencia mucho mayor en la conversión de energía en luz, el xenón (debido a su resplandor) no puede lograr una duración de pulso de destello menor a unos 10 microsegundos.
La chispa se guía sobre una superficie de cuarzo para mejorar la salida de luz y beneficiarse de la capacidad de enfriamiento, haciendo que el destello sea más rápido. [3] [4] Esto tiene un efecto negativo en forma de erosión del cuarzo debido a la alta descarga de energía.
Dado que la descarga de chispas en el aire genera un plasma , el espectro muestra tanto un continuo como líneas espectrales , principalmente de nitrógeno , ya que el aire está compuesto por un 79 % de nitrógeno. El espectro es rico en UV , pero cubre todo el rango visible hasta el infrarrojo . Cuando se utiliza un tubo de cuarzo como tubo de ignición, muestra una fosforescencia clara en azul después del destello, inducida por los UV.
