Argón flash - Argon flash
El flash de argón , también conocido como bomba de argón , bomba de flash de argón , vela de argón y fuente de luz de argón , es una fuente de un solo uso de destellos de luz muy cortos y extremadamente brillantes. La luz es generada por una onda de choque en argón o, con menos frecuencia, en otro gas noble . La onda de choque suele producirse por una explosión . Los dispositivos de flash de argón se utilizan casi exclusivamente para fotografiar explosiones y ondas de choque.
Aunque también se pueden utilizar kriptón y xenón ; el argón es favorable debido a su bajo costo.
Proceso
La luz generada por una explosión se produce principalmente por calentamiento por compresión del aire circundante. La sustitución del aire por un gas noble aumenta considerablemente la salida de luz; con los gases moleculares , la energía se consume parcialmente por disociación y otros procesos, mientras que los gases nobles son monoatómicos y solo pueden sufrir ionización ; el gas ionizado luego produce la luz. La baja capacidad calorífica específica de los gases nobles permite calentar a temperaturas más altas, produciendo una emisión más brillante. Los flashtubos están llenos de gases nobles por la misma razón.
Ingenieria
Los dispositivos de flash de argón típicos consisten en un tubo de plástico o cartón relleno de argón con una ventana transparente en un extremo y una carga explosiva en el otro. Se pueden utilizar muchos explosivos; La composición B , PETN , RDX y explosivos unidos con plástico son solo algunos ejemplos.
El dispositivo consta de un recipiente lleno de argón y una carga explosiva sólida . La explosión genera una onda de choque, que calienta el gas a una temperatura muy alta (más de 10 4 K; los valores publicados varían entre 15.000 K y 30.000 K con los mejores valores alrededor de 25.000 K). El gas se vuelve incandescente y emite un destello de intensa radiación de cuerpo negro visible y ultravioleta . La emisión para el rango de temperatura es más alta entre 97-193 nm, pero generalmente solo se explotan los rangos visible y ultravioleta cercano.
Para lograr la emisión, la capa de al menos una o dos profundidades ópticas del gas debe comprimirse a una temperatura suficiente. La intensidad de la luz aumenta a la magnitud completa en aproximadamente 0,1 microsegundos. Durante aproximadamente 0,5 microsegundos, las inestabilidades del frente de la onda de choque son suficientes para crear estrías significativas en la luz producida; este efecto disminuye a medida que aumenta el espesor de la capa comprimida. Solo una capa de gas de aproximadamente 75 micrómetros de espesor es responsable de la emisión de luz. La onda de choque se refleja después de alcanzar la ventana al final del tubo; esto produce un pequeño aumento de la intensidad de la luz. La intensidad luego se desvanece
La cantidad de explosivo puede controlar la intensidad de la onda de choque y, por lo tanto, del flash. La intensidad del destello puede aumentarse y su duración disminuida reflejando la onda de choque por un obstáculo adecuado; se puede utilizar una lámina o un vidrio curvo. La duración del destello es aproximadamente tan larga como la explosión en sí, dependiendo de la construcción de la lámpara, entre 0,1 y 100 microsegundos. La duración depende de la longitud de la trayectoria de la onda de choque a través del gas, que es proporcional a la longitud del tubo; Se demostró que cada centímetro de la trayectoria de la onda de choque a través del medio argón equivale a 2 microsegundos.
Usos
El flash de argón es un procedimiento estándar para la fotografía de alta velocidad , especialmente para fotografiar explosiones, o con menos frecuencia para su uso en vehículos de prueba a gran altitud. La fotografía de explosiones y ondas de choque se facilita por el hecho de que la detonación de la carga de la lámpara de flash de argón se puede sincronizar con precisión en relación con la explosión de la muestra de prueba y la intensidad de la luz puede dominar la luz generada por la explosión en sí. De esta forma se pueden obtener imágenes de la formación de ondas de choque durante las explosiones de cargas con forma.
Como la cantidad de energía radiante liberada es bastante alta, puede producirse un calentamiento significativo del objeto iluminado. Especialmente en el caso de explosivos de alta potencia, esto debe tenerse en cuenta.
Las fuentes de luz súper radiante (SRL) son una alternativa al destello de argón. Una fuente de haz de electrones envía un pulso breve e intenso de electrones a cristales adecuados (por ejemplo, sulfuro de cadmio ). Se pueden alcanzar tiempos de flash en el rango de nanosegundos a picosegundos. Los láseres pulsados son otra alternativa.