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Lexikon der Optik: Hochgeschwindigkeitsphotographie

Hochgeschwindigkeitsphotographie (engl. high-speed photography, photochronography), die Erfassung zeitlich rasch veränderlicher optisch beobachtbarer Vorgänge im Milli- bis Subpikosekundenbereich mittels photographischer oder elektronischer Kameras entweder durch Kurzzeitaufnahmen von Einzelbildern bzw. von Bildreihen hoher Bildfolgefrequenz oder aber durch Streakaufnahmen (Tab.).

Einzelbilder (Schnappschuß- oder Momentaufnahmen) werden durch kurzzeitige Belichtung (Funken- oder Röntgenblitze, Impulslaser) und/oder kurzzeitige Kameraöffnung (mechanischer, elektrischer oder elektronischer Verschluß, optisches Tor) erzielt. Bildreihen werden photographisch auf schnell bewegtem Film oder elektronisch mit photoelektrischen Streakröhren aufgenommen. In photographischen Hochgeschwindigkeitskameras wird das Bild für die Dauer der Belichtung durch synchron bewegte Polygonprismen "mitgeführt", um Bewegungsunschärfen zu vermeiden. In elektronischen Kameras gestatten nachgeschaltete oder integrierte Bildverstärker, auch lichtschwache Kurzzeitvorgänge sichtbar zu machen. Die stetige Aufzeichnung zeitlicher Abläufe in Streakaufnahmen erfolgt, indem ein streifenförmiges Bild des Vorganges orthogonal zu seiner Längsausdehnung über den Film bewegt bzw. elektronisch über den Leuchtschirm der Streakröhre geschwenkt wird. Zeitlupenaufnahmen werden erzielt, wenn die Aufnahmegeschwindigkeit größer ist als die tatsächliche Geschwindigkeit des beobachteten Vorganges.

Anwendungen. Die H. arbeitet in Auf- und Durchlicht (Schatten- und Schlierenphotographie) an selbstleuchtenden und nicht selbstleuchtenden Objekten und wird z.T. mit der Holographie oder der Interferometrie kombiniert. Im Milli- und Mikrosekundenbereich handelt es sich um Bewegung und Deformation komplexer Objekte in der belebten Natur (z.B. Vogelflug), in technischen Prozessen (Schwingungsvorgänge, Funktionsfehler, Entstehung von Materialdefekten) oder der Ballistik. Im Mikro- und Nanosekundenbereich werden Materialreaktionen gegenüber mechanischer Belastung untersucht (Spannungsoptik, Schlieren- und Funkenströmungsbilder: Druck- und Schallwellen in Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen, Detonationsvogänge) sowie Details bei technologischen Neuentwicklungen (z.B. "Schmelzspinnen" von Metallegierungen). Im Nano- bis Subpikosekundenbereich geht es um Untersuchungen an und mit Impulslasern (Ultrakurzzeitspektroskopie in Physik, Chemie und Biologie) sowie an Hochtemperaturplasmen mit dem Ziel, die Kinetik der Wechselwirkung von Strahlung und Materie zu erfassen.

  • Die Autoren
Roland Barth, Jena
Dr. Artur Bärwolff, Berlin
Dr. Lothar Bauch, Frankfurt / Oder
Hans G. Beck, Jena
Joachim Bergner, Jena
Dr. Andreas Berke, Köln
Dr. Hermann Besen, Jena
Prof. Dr. Jürgen Beuthan, Berlin
Dr. Andreas Bode, Planegg
Prof. Dr. Joachim Bohm, Berlin
Prof. Dr. Witlof Brunner, Zeuthen
Dr. Eberhard Dietzsch, Jena
Kurt Enz, Berlin
Prof. Joachim Epperlein, Wilkau-Haßlau
Prof. Dr. Heinz Falk, Kleve
Dr. Wieland Feist, Jena
Dr. Peter Fichtner, Jena
Dr. Ficker, Karlsfeld
Dr. Peter Glas, Berlin
Dr. Hartmut Gunkel, Berlin
Dr. Reiner Güther, Berlin
Dr. Volker Guyenot, Jena
Dr. Hacker, Jena
Dipl.-Phys. Jürgen Heise, Jena
Dr. Erwin Hoffmann, Berlin (Adlershof)
Dr. Kuno Hoffmann, Berlin
Prof. Dr. Christian Hofmann, Jena
Wolfgang Högner, Tautenburg
Dipl.-Ing. Richard Hummel, Radebeul
Dr. Hans-Jürgen Jüpner, Berlin
Prof. Dr. W. Karthe, Jena
Dr. Siegfried Kessler, Jena
Dr. Horst König, Berlin
Prof. Dr. Sigurd Kusch, Berlin
Dr. Heiner Lammert, Mahlau
Dr. Albrecht Lau, Berlin
Dr. Kurt Lenz, Berlin
Dr. Christoph Ludwig, Hermsdorf (Thüringen)
Rolf Märtin, Jena
Ulrich Maxam, Rostock
Olaf Minet, Berlin
Dr. Robert Müller, Berlin
Prof. Dr. Gerhard Müller, Berlin
Günter Osten, Jena
Prof. Dr. Harry Paul, Zeuthen
Prof. Dr. Wolfgang Radloff, Berlin
Prof Dr. Karl Regensburger, Dresden
Dr. Werner Reichel, Jena
Rolf Riekher, Berlin
Dr. Horst Riesenberg, Jena
Dr. Rolf Röseler, Berlin
Günther Schmuhl, Rathenow
Dr. Günter Schulz, Berlin
Prof. Dr. Johannes Schwider, Erlangen
Dr. Reiner Spolaczyk, Hamburg
Prof. Dr. Peter Süptitz, Berlin
Dr. Johannes Tilch, Berlin (Adlershof)
Dr. Joachim Tilgner, Berlin
Dr. Joachim Träger, Berlin (Waldesruh)
Dr. Bernd Weidner, Berlin
Ernst Werner, Jena
Prof. Dr. Ludwig Wieczorek, Berlin
Wolfgang Wilhelmi, Berlin
Olaf Ziemann, Berlin


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