Premium

Získejte všechny články mimořádně
jen za 49 Kč/3 měsíce

Vědci natočili rychlost světla ultrarychlou kamerou a chytrým podvůdkem

  10:15
Tisíc miliard snímků za sekundu stačí na to, abyste mohli sledovat šíření světla centimetr po centimetru. Odborníci z MIT sestavili fascinující zařízení schopné produkovat videosnímky se skutečně, skutečně zpomalenými záběry. Ale o opravdovou kameru ve skutečnosti nejde, je to spíše perfektně provedený stroboskopický trik.

"Kamera, která zachytí bilion (1012) snímků za sekundu!" hlásají titulky světových deníků. A Massachusettský technologický institut (MIT) se těmto zjednodušením ani příliš nebrání. Dokonce se tím, že zachytili "fotony prolétající scénou", sami chlubí. To nic nemění na tom, že jejich zařízení je skutečně působivé.

Ramesh Rashkar, Andreas Velten a jejich tým z MIT Media Lab využili horizontální štěrbinu úzkou právě tak, aby se jí dal zaznamenat jeden řádek obrazu. Světlo, které touto štěrbinou zachytí, vytvoří jednorozměrný obraz o přibližně pěti stech bodech (rozlišení 500 × 1 pixel). Tento přístroj, zvaný streak tube, se již využívá např. v chemii.

Trik spočívá v tom, že ve "Femto fotografii" (Femto = biliardtina, 10-15) je tento zachycený jednorozměrný obraz zaznamenán jako dvojrozměrný tak, že druhá dimenze odpovídá času. Jednoduše řečeno, později prolétající fotony se zaznamenají níže než dříve přilétající. Vzniká tak obraz o 480 řádcích, který lze ale také interpretovat jako zachycení 480 snímků, každý o "expozici" 1,71 pikosekundy.

Průlet světla lahví

Laserový stroboskop a pečlivá rekonstrukce

Vědci osvětlují neměnnou scénu vždy stejným zábleskem titano-safírového laseru o intervalu asi 13 nanosekund. Záblesk je extrémně krátký, asi 1 mm ve světelné délce. Pro záznam jednoho snímku je potřeba mnoha opakování, aby byla intenzita světla dostatečná. Poté, co zaznamenají jeden snímek, pootočí zrcátko o "jeden řádek" a mohou zaznamenat další snímek.

Celé snímání trvá přibližně jednu hodinu, což může být u "nejrychlejší kamery na světě" trochu překvapivé, ale vyplývá to z podstaty triku, kterého vědci k docílení efektu využili.

Jinými slovy, jde o kombinaci stovek jednořádkových videosekvencí, pořízených ze stovek snímání jedné neměnné scény.

Průlet světla lahví

Kompozit scény s jablkem

1 000 000 000 000 snímků za sekundu?

Zpomalené záběry jsou vždy fascinující, ať už jde o kapky vody nebo průstřel jablkem. Proslul jimi v první polovině 20. století mimochodem  jiný absolvent MIT - Harold Eugene Edgerton (více v našem předchozím článku o historii blesků) a studenti MIT se k jeho odkazu hrdě hlásí.

Harold E. "Doc" Edgerton

Kapka mléka dopadající na rozpálený kov

Od té doby se povedlo zpomalit pomocí velice rychlých kamer mnoho přírodních dějů, vždy jde ale o kamery, které zaznamenávají celé snímky a stačí jim tak jedno opakování snímané situace.

Videoklip, který zpomalí samotné šíření světla scénou, je ale něco docela jiného. Působí magicky a zdá se, jako kdybyste si na jednotlivé fotony málem mohli sáhnout.

Zdroje:

Ale v tom je právě ten zádrhel: jak bychom mohli sledovat fotony prolétající scénou rychlostí 300 tisíc km/s? Čím by byl obraz vykreslen, když ne fotony?

Jak správně podotýká Rhett Allain z magazínu Wired, princip je podobný jako u uhrančivého videa pomalu padajících kapek - jde o stroboskopický trik, osvěcování pouze konkrétního okamžiku a opakování stále stejné scény. K podobnému efektu mimochodem dochází, když běžnou kamerou filmujete roztáčející se vrtuli - nejprve se točí po směru, pak jakoby se točila protisměru nebo dokonce stála - to vše je způsobeno jen náhodnou synchronizací frekvence vrtule a vaší kamery.

Zatímco u běžných stroboskopických triků vzniká obraz z vybraných časových úseků, zde si vědci vybírají určitý prostor (jeden řádek obrazu). Využili již známé nástroje a sestavili je netradičním způsobem, a - i když nejde o superrychlou kameru v konvenčním slova smyslu - výsledek si každopádně zaslouží obdiv. Navíc může mít i praktické využití.

"Kromě uměleckého potenciálu a využití (Femto fotografie) k výukovým účelům je aplikace možná v průmyslové fotografii při analýze chyb a zkoumání materiálů, jakož i ve vědecké fotografii, při porozumění rychlých procesů v medicíně (ultrazvuk světlem) apod," doufají výzkumníci.

Autor:
  • Nejčtenější

KVÍZ generála Pattona. Vypořádejte se s ocelovou lavinou

v diskusi je 7 příspěvků

28. dubna 2024

Jak jste dobří v tancích, poznáte je nejen na plese, ale i v následujícím kvízu. Kvíz je zaměřen na...

Čekání na české lidové auto nemělo konce. Před 100 lety jezdili jen boháči

v diskusi je 26 příspěvků

28. dubna 2024

Před 100 lety Čechoslováci marně čekali na tuzemské lidové auto. Drtivá většina obyvatel si totiž...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Sphere jako osmý div světa? Zábavní komplex ve Vegas je technologický zážitek

v diskusi je 21 příspěvků

25. dubna 2024

Uvidíte v ní famózní obraz s nejvyšším rozlišením na světě, do uší zahraje sto šedesát tisíc...

Necháte se nachytat na triky internetových podvodníků?

v diskusi je 18 příspěvků

29. dubna 2024

Typickou obětí internetového podvodu už nejsou jen senioři. Kyberzločinci se zaměřili i na mladší...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Na první pohled to vypadá jako pavouci v ruinách města. Foto je ovšem z Marsu

v diskusi je 5 příspěvků

2. května 2024  15:16

Evropská vesmírná agentura zveřejnila minulý týden nový snímek ze sondy Mars Express, který vyvolal...

Na první pohled to vypadá jako pavouci v ruinách města. Foto je ovšem z Marsu

v diskusi je 5 příspěvků

2. května 2024  15:16

Evropská vesmírná agentura zveřejnila minulý týden nový snímek ze sondy Mars Express, který vyvolal...

Švýcarská železniční chlouba se nemá zač stydět, i když nakonec zčervenala

v diskusi jsou 2 příspěvky

2. května 2024

Na světě najdeme mezi železničními lokomotivami řadu velkých legend, jednou z nich je i švýcarská...

Devět praktických triků pro užívání Windows. Usnadněte si práci s textem

v diskusi je 8 příspěvků

1. května 2024

Ať už připravujete itinerář dovolené, dokument pro šéfa či esej do školy, jistě toužíte potom, aby...

Na Ukrajině zuří válka dronů. Co jsou sebevražedné drony a vyčkávací munice?

v diskusi je 13 příspěvků

30. dubna 2024

Sebevražedné drony a vyčkávací munice zažily obrovský rozvoj, protože se dají vyrobit za pár...

Natáčení Přátel bylo otřesné, vzpomíná herečka Olivia Williamsová

Britská herečka Olivia Williamsová (53) si ve čtvrté sérii sitcomu Přátelé zahrála epizodní roli jedné z družiček na...

Byli vedle ní samí ztroskotanci, vzpomíná Basiková na muže Bartošové

Byly každá z jiného těsta, ale hlavně se pohybovaly na opačných pólech hudebního spektra. Iveta Bartošová byla...

Autofotka: Sen z plakátů v kotrmelcích. Mladíček v tunelu rozbil Ferrari F40

Symbol italské nenažranosti se již skoro čtyři dekády pokouší zabít své řidiče. Jízda s Ferrari F40 bez posilovače...

Ukaž kozy, řvali na ni. Potřebovala jsem se obouchat, vzpomíná komička Macháčková

Rozstřel Pravidelně vystupuje v pořadu Comedy Club se svými stand-upy, za knihu Svatební historky aneb jak jsem se nevdala se...

Do Bolívie jsem odešla kvůli smrti rodičů, přiznala sestra Romana Vojtka

Mladší sestra herce Romana Vojtka (52) Edita Vojtková (49) je módní návrhářkou a žije v Bolívii. Do zahraničí odešla...