Daphnia úszás és schlieren-módszer • Samotskaya Veronika • A "Elemek" napjának tudományos képe • Biológia, fizika

Daphnia úszás és schlieren-módszer

Ez az "aurora borealis" egy apró daphnica garnélarák (pl.Daphnia lumholtzi), amely nem haladja meg az 1,5 mm hosszúságot. A mozgás közben a daphnia ingadozást és turbulenciát okoz a környező vízben, ami nagy méretük miatt nagy. Minden állat saját módján úszik, úgyhogy a víz ilyen változatossága különböző méretben és formában jön, sőt lehetséges, hogy egyedülálló fajokat határozzanak meg tőlük, mintha köveket követne a hóban. És az állatok ilyen "pályákon" képesek megkülönböztetni a lehetséges szexuális partnereket, ragadozó és áldozatokat.

A fényképen a Daphnia a jobb alsó sarokban látszott, és négy rövidebb rúd volt a kép közepén. Miután vízzel szivattyúzta a héjat az élelmiszerek között, és nem találta meg, a rákok még két rándulást tettek, és a kép utolsó helyén találtak – a bal felső sarokban. Daphnia újra megpróbált újra táplálkozni. A rákok 6 másodperc alatt legyőzték az egész pályát.

Ezt a fényképet a schlieren módszerrel vagy a Töpler-módszerrel (a szerzőtől, August Töpler német fizikustól) nevezték el, amely lehetővé teszi az optikai heterogenitás vizuális megjelenítését átlátszó fénytörési médiumokban, és széles körben használják például az űrtechnológiai vizsgálatokban, amelyek felderítik az objektumok légáramlását.

A schlieren-módszer lényege a következő: egy pontból vagy réselt fényforrásból egy sugárnyaláb egy objektívvel a vizsgált tárgyon keresztül vezetünk (esetünkben egy pohár vizet, ahol a daphnia úszik), és egy éles peremmel ellátott átlátszatlan képernyőre (az úgynevezett Foucault-késre, lásd a Foucault késteszt). A képernyő mögött helyezze el a képen lévő objektívet a képernyőn. Ha a vizsgált objektumban nincsenek optikai szabálytalanságok (még mindig víz vagy levegő), akkor a képernyőn minden sugár csapdába esik, és a képernyőn nincsenek képek. Ha optikai inhomogenitás van jelen, akkor elszórja a tompított fénysugarakat, és néhányan eltérnek a képernyő szélétől. Ezeket az eltérített sugarakat a lencse fogta el, és a képernyőre vetítették – kapsz egy képet azokról a szabálytalanságokról, amelyek a sugarakat szétszórják. Ilyen heterogenitás valós időben megfigyelhető a szemmel, ha a szemlencsét egy szemlencsével cseréli le és az objektumot átnézi. A színszűrők segítségével jobban megismerheti az inhomogenitás természetét.

A schlieren-módszer alkalmazása a légáramlás megjelenítésében jól látható a videóban.A vízfolyások ugyanúgy láthatóak.

A Daphnia úszni ezt a fotót 2005-ben adták a tudományos és technológiai vizualizációs versenynek. A vizzákamelyet a Nemzeti Tudományos Alapítvány és a folyóirat támogat tudomány.

Fotó © J. Rudi Strickler, J. R. Strickler, Balazsi G., 2007. Planktonikus kopepodák szelektíven reagálnak a hidrodinamikai zavarokra. A méretarány hossza a fotón: 0,1 cm.

A schlieren-módszerről lásd még:
Nézd meg a láthatatlant: A rázkódás hullámainak fényképezéséről, Népszerű mechanika, No. 3, 2007.

Veronika Samotskaya


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: