طريقة شليرين. ربما هذه هي الطريقة الوحيدة لمراقبة الحمل الحراري بشكل مباشر. بشكل عام ، تتيح لك هذه الطريقة رؤية أي تغيير في الكثافة في الوسائط الشفافة. على سبيل المثال ، عندما تحترق الشمعة ، تقوم بتسخين الهواء ، مما يقلل من كثافته ، مما يجعل من الممكن ملاحظة عدم التجانس الذي تم الحصول عليه.
في تدوين الرياضيات
ρ-كثافة الغاز
ضغط الغاز ص
درجة الحرارة T
ثابت غاز R الشامل
وكيف يتم ترتيب طريقة شليرين؟ في الواقع بسيط جدا. لنبدأ مع أبسط خيار.
طريقة الإسقاط
خذ مصباحًا كهربائيًا ، يفضل أن يكون مع منطقة مضيئة صغيرة ، وقم بتوجيهه إلى قطعة ورق تلعب دور الشاشة. ضع عدم التجانس في التدفق الضوئي لمصباح يدوي.
تسمى هذه الطريقة الإسقاط.
لماذا لا يكون تدفق الحمل الحراري مرئيًا بالعينين ، ولكن هل يمكن ملاحظته على الشاشة؟
والحقيقة هي أن التغيير في كثافة الوسط ، وبالتالي التغيير في مؤشر الانكسار ، غير ذي أهمية ، والعين البشرية لا تلاحظ ذلك.
ولكن عندما نلمع على قطعة من الورق ، فإن الأشعة التي تمر عبر عدم التجانس تنكسر وتعزز بعض المناطق على الشاشة. ولكن منذ انحراف الأشعة ، عندئذٍ ، حيث كان من المفترض أن تأتي ، تظهر منطقة ذات سطوع مخفض.
المشكلة الرئيسية لطريقة الإسقاطللأسف ، زادت طريقة العرض من إضاءة الصورة. وبالتالي ، لم تعد تدفقات الحمل الحراري ، على سبيل المثال ، من حديد اللحام مرئية.
طريقة شليرين
في طريقة أخرى ، نحتاج إلى سكين فوكو ، هذه شاشة مبهمة رقيقة ، في حالتي مسطرة. ومع ذلك نحن بحاجة إلى تركيز الضوء بطريقة ما على مصباح يدوي. أول ما يتبادر إلى الذهن هو العدسة ، لكن العدسات بها انحرافات كروية. هذا عندما لا تركز الأشعة على نقطة معينة ، ولكن على جزء معين.
ماذا تفعل؟ كيف تكون؟ يمكنك أخذ العدسة من الكاميرا بدلاً من العدسة المعتادة.
أو يمكنك أن تشتري ، على سبيل المثال ، في متجر مستحضرات التجميل ، مرآة كروية (مقعرة). إنها لا تحتوي على انحرافات كروية.
خذ المرآة واعكس الضوء من مصباح يدوي نحو الشاشة. إذا وضعنا سكين فوكو على البعد البؤري ، فسوف يتداخل مع أحد أجزاء الصورة. بوضعه خلف النقطة البؤرية ، سيحظر السكين جزءًا آخر من الصورة. وماذا سيحدث إذا وضعنا سكين فوكو في بؤرة التركيز؟ بعد ذلك ستؤدي إلى تعتيم الصورة ككل.
الآن عندما نضع عدم التجانس في تدفق الضوء ، تنكسر بعض الأشعة فيه ، تدور حول السكين وتضرب الشاشة.
هذه الطريقة لا تحتوي على إضاءة ، حيث أن الأشعة التي مرت عبر عدم التجانس فقط تدخل الشاشة.
قد تلاحظ ...
يمكنك ملاحظة أن الضوء لا يزال لا يركز على نقطة ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن مصدر الضوء له أبعاده الخاصة ، وبالتالي يجب أن يكون لصورته بعض الأبعاد.
لتقليل حجم هذه الصورة ، تحتاج إلى وضع مصدر الضوء بعيدًا قدر الإمكان عن المرآة ، أو تقليل حجمها.
لقد استخدمت مثل هذه المصابيح.
المزيد ...بعد ذلك ، استبدلت هذه المرآة بمرآة أكبر ، وهذا ما حصلت عليه.
التدفق الحراري من المباريات.
تدفق حمل من حديد لحام.
في هذه الصورة ، يمكنك ملاحظة كيفية خروج مجاري الهواء الساخن من مجفف الشعر بسرعة عالية.من الناحية العملية ، يتم استخدام طريقة شليرين في أنفاق الرياح ، مما يسمح لنا بمراقبة صورة التدفق حول النموذج قيد الدراسة.
