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○ 一口知識(シュリーレン法)

 シュリーレン法は1864年 Toepler がレンズの汚れや傷を発見するために考案 した方法である。

原理

屈折光学系の光路の一部に,光を曲げたり,屈折したり,遮るものがあると,結 像すべきスクリーン上では,暗(明)部となって結像することを利用したもの。燃 焼や熱では密度の違いを表示することで,目では見ることのできない温度場をス クリーンに投影する方法である。
原理的には,結像した明暗から屈折量を計算して,密度の差として計算可能であ るが,計算するために用いる仮定が多過ぎるために,正確な密度の計算には向い ていない。密度の正確な計測を行うためにはマッハツェンダー法を用いる。

シュリーレン光学系
図1 シュリーレン光学系

まず,図1に示すように光源は レンズL1 の焦点上に置く。すると,点光源の場合は レンズL1と レンズL2 の間は平行光線になり,有限の大きさの光源の場合は, レンズL2の焦点SIに 光源のイメージが結像する。
この時,測定部である レンズL1と レンズL2の間に火炎などを置くと, Oの面に密度差のある物体が来ることになる。 この物体を通り抜けてきた光は屈折によって 何もない時の光源イメージに結像する場所からずれて光源を結像させることにな る。

光源イメージの結像点
図2 光源イメージの結像点

何もない時の光源イメージをちょうど半分隠すようにナイフエッジを設置してお けば,光源の半分の明るさで結像するが,屈折によって光路がずれるとずれた分 だけの明暗を生じることになる。 これによって,密度差をシャドウグラフ(影写真)よりも強いコントラストでスク リーンに表示することになる。
ナイフエッジのない場合は,シャドウグラフ(影写真)と同じことになる。

一方,2つのレンズの一方を平面鏡とすることで,図1の レンズL1を レンズL2の役目をさせることで, 同じように密度差を計測できる。図3にその原理を示す。 この方法は,平面鏡としたことで, 投影部と受光部を同じ側に設置できるため コンパクトに装置として構成できる利点があるが, ハーフミラーや内部にも平面鏡を必要とする。
平面鏡を凹面鏡として, 図3のレンズL2を省いたものもある。

反射型シュリーレン法
図3 反射型シュリーレン法の原理