Ombregraphe - Shadowgraph

Shadowgraph est une méthode optique qui révèle les non-uniformités dans les supports transparents comme l'air, l'eau ou le verre. Elle est liée, mais plus simple, aux méthodes photographiques schlieren et schlieren qui remplissent une fonction similaire. Shadowgraph est un type de visualisation de flux .

En principe, une différence de température, un gaz différent ou une onde de choc dans l'air transparent ne peuvent pas être vus par l'œil humain ou les caméras. Cependant, toutes ces perturbations réfractent les rayons lumineux, elles peuvent donc projeter des ombres . Le panache d'air chaud s'élevant d'un incendie , par exemple, peut être vu à travers son ombre projetée sur une surface proche par la lumière du soleil uniforme .

Ombres du soleil

Certains prédateurs aquatiques détectent leurs proies transparentes grâce à leurs ombres projetées sur le fond de l'océan. C'est Robert Hooke qui a le premier démontré scientifiquement l'ombrage solaire et Jean-Paul Marat qui l'a utilisé le premier pour étudier le feu. Un compte rendu moderne de shadowgraphy est donné par Gary S. Settles .

Applications

Les applications de l'ombrographie en science et technologie sont très larges. Il est utilisé dans l'ingénierie aéronautique pour voir le flux des avions à grande vitesse et des missiles, ainsi que dans la recherche sur la combustion , la balistique , les explosions et dans les tests de verre . Idéal pour l'identification des modèles d'écoulement.

Ombregramme

Selon FJ Weinberg , le résultat de l'application de la technique du shadowgraph devrait être connu sous le nom de shadowgram . Un shadowgram n'est pas une image focalisée, c'est plutôt une simple ombre. Dans le shadowgram, les différences d'intensité lumineuse sont proportionnelles à la seconde dérivée spatiale ( Laplacien ) du champ d' indice de réfraction dans le milieu transparent à l'étude. Dès lors que la distance de la perturbation transparente à l'ombre portée devient trop grande, alors l'ombre ne constitue plus une représentation utile de la perturbation qui l'a provoquée.

Les dessins animés

Le shadowgraph et le shadowgram ont été utilisés dans l'animation, où ils renforcent le réalisme du dessin animé. Une première utilisation a été faite par les studios Disney sur les Three Blind Mouseketeers (1936) dans la série de courts métrages d'animation Silly Symphonies .

Cartes postales

De plus, le terme Shadowgraph a été utilisé par les éditeurs de cartes postales anglais ETW Dennis & Sons Ltd. de Londres et de Scarborough pour une série de cartes postales « Hold up to the Light » dans les années 1950. Dans ceux-ci, une image coquine peut être vue à travers ce qui semble être une image innocente lorsqu'une lumière traverse la carte.

Galerie

a) shadowgraphie préhistorique, b) shadowgram de la lumière du soleil d'un verre à martini, c) shadowgram "focalisé" d'une explosion de pétard commun, d) shadowgram "Edgerton" du tir d'un fusil d'assaut AK-47

Shadowgram du panache turbulent d'air chaud s'élevant d'un barbecue à gaz domestique.
Shadowgraph "Edgerton" d'une balle en vol
Shadowgram des ondes de choc d'une balle supersonique tirée d'un fusil. La technique optique du shadowgraph révèle que la balle se déplace à un nombre de Mach d'environ 1,9. Les vagues d'étrave et les vagues de queue à gauche et à droite reviennent de la balle, et son sillage turbulent est également visible. À droite du cadre, on voit des particules de poudre non brûlées de la cartouche, elles-mêmes voyageant légèrement subsoniques de sorte que chacune d'elles produit une onde de choc d'étrave incurvée.

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