Schlieren ( / ˈ ʃ l ɪər ən / SHLEER -ən ; alemán: [ˈʃliːʁn̩] ,alemánpara 'rayas') son faltas de homogeneidad óptica enmediostransparentes que no son necesariamente visibles para elojo humano. La física de Schlieren surgió de la necesidad de producirlentessin tales heterogeneidades. Estas faltas de homogeneidad son diferencias localizadas en lalongitud del camino ópticoque provocan desviaciones delos rayos, especialmente porrefracción. Esta desviación de la luz puede producir brillo, oscurecimiento o inclusocambios de coloren una imagen, dependiendo de las direcciones en las que se desvían los rayos.
Los Schlieren fueron observados por primera vez por Robert Hooke [1] en 1665 utilizando una gran lente cóncava y dos velas. Una vela sirvió como fuente de luz. El aire cálido que surgía de la segunda vela hizo el ruido. El sistema schlieren convencional se atribuye principalmente al físico alemán August Toepler , aunque Jean Bernard Léon Foucault inventó el método en 1859 y Toepler lo mejoró. El sistema original de Toepler [2] fue diseñado para detectar schlieren en el vidrio utilizado para fabricar lentes. En el sistema schliere convencional, [3] se utiliza una fuente puntual para iluminar la sección de prueba que contiene el schliere. Se forma una imagen de esta luz utilizando una lente convergente (también llamada lente Schlieren). Esta imagen se ubica a la distancia conjugada a la lente según la ecuación de la lente delgada : donde es la distancia focal de la lente, es la distancia del objeto a la lente y es la distancia de la imagen del objeto a la lente. Se coloca un borde de cuchillo en la ubicación puntual de la imagen fuente para bloquear parcialmente la llegada de algo de luz a la pantalla de visualización. La iluminación de la imagen se reduce uniformemente. Se utiliza una segunda lente para representar la sección de prueba en la pantalla de visualización. La pantalla de visualización se encuentra a una distancia conjugada del plano del Schliere.
La palabra schlieren proviene del alemán schliere , que significa "raya".
La visualización del flujo de Schlieren se basa en la desviación de la luz mediante un gradiente de índice de refracción [4]. El gradiente de índice está directamente relacionado con el gradiente de densidad del flujo. La luz desviada se compara con la luz no desviada en una pantalla de visualización. La luz imperturbable está parcialmente bloqueada por el filo de un cuchillo. La luz que se desvía hacia o desde el filo del cuchillo produce un patrón de sombra dependiendo de si fue bloqueado o desbloqueado previamente. Este patrón de sombra es una representación de la intensidad de la luz de las expansiones (regiones de baja densidad) y compresiones (regiones de alta densidad) que caracterizan el flujo.
El efecto Schlieren se utiliza a menudo en tecnologías de proyectores de vídeo . La idea básica es utilizar algún dispositivo, como una válvula de luz de cristal líquido , para producir distorsiones Schlieren de manera controlada y éstas se proyectan en una pantalla para producir la imagen deseada. Los sistemas de visualización de proyección, como los ahora obsoletos Eidophor y Talaria, han utilizado variaciones de este enfoque ya en 1940. [5]
