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有了高速摄像机,你能看清光的运动

内容来源:高速相机 2017-04-17 16:58:25

如果每秒拍摄 1000 亿帧,你能看清什么?

      根据最新一期的《自然》杂志报道,每秒拍摄 1000 亿帧,可以让你看清光线本身。在这样高速的拍摄下,足以捕捉到光的组成成分——光子的运动。

      对大多数人来说,图像的高速捕捉,每秒 120 帧或 240 帧就足以让我们看清“一眨眼”的功夫所发生的事情,比如一滴水滴到地面的过程。工业级高速摄像机有一些每秒可以达到每秒上万帧,用来记录撞击测试、弹道轨迹,有时也用于体育比赛中击球姿势的分析,或者是电影特效。

 

      工业级高速摄像机告诉你一颗子弹怎样穿过一只苹果,而光子摄影机可以捕捉光穿行的路线。只不过,光的速度是子弹的 50-100 万倍。

      这样的摄影机将帮助科学家探索一些基本的现象,比如光的反射与折射,从一种介质传播到另一种介质过程中运动方式发生的改变。下面就是一个光子遇镜面反射的 3 秒钟:

      华盛顿大学圣路易斯分校的研究者组合了“超高速压缩摄影”(CUP)技术和扫描相机(Streak Camera)。过去使用扫描相机仅能捕捉静态的图像,而这一次研究者通过一面缓慢转动的镜子,在上万次记录一道激光的运动轨迹后,合成了完整的一个光子的运动轨迹。由于每次只能捕捉到一个像素的画面,所以只有可重复的场景,才能合成完整的运动轨迹。

      根据《自然》杂志的报道,这个技术可以被应用于开发所谓的“隐形斗篷”,通过光线在周围的弯曲折射实现隐身的效果。最终对光子的研究或许可以帮助我们实现《星际迷航》或《哈利波特》中的某些场景。

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