2016/2017S – Varjukaamera

AHHAA – Varjukaamera

Palaval suvepäeval maanteel sõites on mõnikord näha, kuidas õhk tee kohal virvendab ja paistab, et kaugemal on justkui veeloigud maas, mis aga edasi sõites ära kaovad. Optiline illusioon tekib sellest, et kuuma tee kohal on sooja õhu murdumisnäitaja väiksem kui kõrgemal paikneval jahedamal õhul. Kuigi oleme harjunud, et valgus levib sirgjooneliselt, siis muutuva murdumisnäitajaga keskkonnas ei pruugi see enam paika pidada ja valguskiired hakkavad painduma suurema murdumisnäitajaga piirkonna poole. Sarnane efekt tekib mujalgi, kus soe ja külm õhk kokku puutuvad, näiteks küünlaleegi kohal või fööni ees. Vaatajale lähedaste objektide korral on aga valguse paindumise mõju nii väike, et palja silmaga pole seda märgata.

Siiski leidub nn schlieren-fotograafia nimeline tehnika (schlieren – vööt saksa k), mille abil on võimalik isegi hingeõhus tekkivad väikesed temperatuurikõikumised nähtavaks teha. Kasutatav optiline süsteem koosneb punktvalgusallikast, nõguspeeglist, noaterast ja kaamerast. Valgusallikast pärinev valgus esmalt hajub ning koondub siis pärast peeglilt peegeldumist uuesti väikeseks valguslaiguks. Kui väikseima valguslaigu asukohast pisut tahapoole paigutada kaamera, siis paistab läbi selle vaadates, et kogu peegli pind on ühtlaselt valgustatud. Kui nüüd peegli ette näiteks kuum kohvitass panna, siis läbi kaamera vaadates esialgu veel midagi huvitavat näha pole. Efekt saab nähtavaks alles siis, kui noateraga pool valguslaigust kinni katta. Sel juhul piisab juba valguskiire imeväikesest paindumisest, et määrata, kas see jõuab üle noatera kaamerasse või mitte.

Projekti eesmärgiks on ehitada schlieren-fotograafia seadme ehk varjukaamera prototüüp. Eduka prototüübi valmimisel on võimalik seadet edasi arendada AHHAA teaduskeskuse eksponaadiks. Seega peaks projekti tegemise käigus leidma vastused küsimustele nagu näiteks: mis on efektsed, aga külastajatele ohutud katsed; kuidas tagada, et peegel näpujälgedest puhas püsiks jne.

Lisa kommentaar

Sinu e-postiaadressi ei avaldata. Nõutavad väljad on tähistatud *-ga