Daphnia plavati in Schlieren-metoda • Veronika Samotskaya • Znanstvena slika dneva o "Elementih" • Biologija, fizika

Daphnia plavati in Schlieren-metoda

Ta "aurora borealis" je rezultat plavanja majhne daphnice kozic (Daphnia lumholtzi), ki ne presega 1,5 mm. Med premikanjem dafnija povzroča nihanja in turbulence v okoliški vodi, ki so precej velike za njihovo velikost. Vsaka žival plava na svoj način, tako da takšne turbulence vode prihajajo v različnih velikostih in oblikah in je celo mogoče določiti posamezne vrste od njih, kot da sledijo sledi v snegu. In same živali v takšnih "sledeh" lahko razlikujejo potencialne spolne partnerje, plenilce in plen.

Daphnia na fotografiji je vstopila v vidno polje v spodnjem desnem kotu in v štirih kratkih kretnjah je bila na sredini slike. Po črpanju vode skozi svojo lupino v iskanju hrane in ne najdejo, je rak naredil še dva kretena in se našel v končnem položaju na fotografiji – v zgornjem levem kotu. Tukaj se je Dafnija poskušala ponovno hraniti. Rak je v 6 sekundah premagal celotno pot.

Ta fotografija je bila posneta po metodi Schlieren ali Töplerjevi metodi (poimenovana po avtorju nemškega fizika August Töpler), ki omogoča vizualizacijo optične heterogenosti v prozornih refrakcijskih medijih in se pogosto uporablja v študijah vesoljske tehnologije za zaznavanje pretokov zraka okoli predmetov.

Bistvo Schlierenove metode je naslednje: žarek žarkov s točkovnega ali odvodnega svetlobnega vira z objektivom se vodi skozi predmet, ki ga preučujemo (v našem primeru je skodelica vode, kjer daphnia plava) in se osredotoča na neprozoren zaslon z ostrim robom (tako imenovani nož Foucault, glej test Foucault-a). Za zaslonom postavite objektiv, ki prikazuje sliko na zaslonu. Če v predmetu v študiji ni nobenih optičnih nepravilnosti (mirna voda ali zrak), potem so vsi žarki ujeti v zaslonu in slik na zaslonu ni. Če je prisotna optična nehomogenost, bo razsvetljevala žareče svetlobne žarke, nekateri od njih pa bodo odstopali nad robom zaslona. Te odklonjene žarke bodo ujete v objektiv in projicirane na zaslon – dobili boste podobe tistih nepravilnosti, ki razpršijo žarke. Takšne heterogenosti je mogoče opazovati z očesom v realnem času, če zamenjate lečo z okularjem in skozi predmet gledate skozi predmet. Za boljšo vidljivost nehomogenosti lahko uporabite barvne filtre.

Uporaba videoposnetka Schlieren pri vizualizaciji pretoka zraka je dobro prikazana v videu.Vodni tokovi so vizualizirani na podoben način.

Ta fotografija plavajoče kopalke je bila podeljena leta 2005 znanstvenemu in tehnološkemu tekmovanju za vizualizacijo. Vizzijeki jo sponzorira National Science Foundation in Journal Znanost.

Foto © J. Rudi Strickler iz J. R. Stricklerja, G. Balázsi, 2007. Planktonski copepodi selektivno reagirajo na hidrodinamične motnje. Dolžina segmenta lestvice na fotografiji: 0,1 cm.

O Schlienenski metodi glej tudi:
Oglejte si nevidno: Kako fotografiramo udarne valove, Popular Mechanics, No. 3, 2007.

Veronika Samotskaya


Like this post? Please share to your friends:
Dodaj odgovor

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