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Un flash de espacio de aire es una fuente de luz fotográfica capaz de producir destellos de luz de menos de microsegundos, lo que permite fotografías de (ultra) alta velocidad . Esto se logra 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 impulso de alto voltaje (70 kV por ejemplo) sobre un electrodo dentro del tubo de cuarzo.
El flash se puede activar electrónicamente sincronizándolo con un dispositivo de detección electrónico, como un micrófono o un rayo láser interrumpido, para iluminar un evento rápido. Un flash de menos de un microsegundo es lo suficientemente rápido como para capturar fotográficamente una bala supersónica en vuelo sin que se note un desenfoque de movimiento.
La persona a la que se le atribuye la popularización del flash es Harold Eugene Edgerton , aunque el científico anterior Ernst Mach también utilizó una chispa como sistema de iluminación fotográfica rápida. Se dice que William Henry Fox Talbot creó la primera fotografía con flash basada en chispas, utilizando un frasco de Leyden , la forma original del condensador. Edgerton fue uno de los fundadores de la empresa EG&G , que vendió un flash con 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, al mismo tiempo, lo suficientemente brillante para una exposición adecuada. Un sistema flash con entrehierro normalmente consta de un condensador que se descarga a través de un gas (aire en este caso). La velocidad de un destello está determinada principalmente por el tiempo que tarda en descargar el condensador a través del gas. Este tiempo es proporcional a
,
donde L es la inductancia y C la capacitancia del sistema. Para ser 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 muestra que un alto brillo requiere una gran capacitancia y un alto voltaje. Sin embargo, dado que una capacitancia grande 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 nitrógeno) como gas porque es rápido. Aunque el xenón tiene una eficiencia mucho mayor a la hora de convertir energía en luz, el xenón (debido a su resplandor) no puede alcanzar una duración del pulso de destello inferior 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 flash sea más rápido. [3] [4] Esto tiene un efecto negativo en forma de erosión de cuarzo debido a la descarga de alta energía.
Dado que el explosor se descarga en el aire generando un plasma , el espectro muestra tanto un continuo como líneas espectrales , principalmente de nitrógeno , ya que el aire tiene 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 encendido, muestra una clara fosforescencia en azul después del destello, inducida por los rayos UV.
