美一教授以条纹摄影术拍摄气流(图)
2008-10-29 11:24:08  

一个喷嚏

燃烧的火

手枪发射

　　罗尔德·达尔笔下的童话人物好心眼儿巨人把梦捉住放在玻璃瓶里。宾夕法尼亚州立大学的一位工程学教授捉到了不那么异想天开的东西，但同样瞬息即逝——一个喷嚏，并把它保存在胶片上。

　　这张照片发布在10月9日的《新英格兰医学期刊》上面，运用了条纹摄影技术，可以“捕捉不可见的现象并将其转换为可见的图像”，学校气体动力学实验室的主任，工程学教授Gary Settles这样说道。

　　条纹摄影法是一种将气体或液体中各区域的不同浓度用阴影表现出来的特殊技术。“在我的实验室里，我们经常会用到这个技术，”Settles博士说，“比如在超音速风洞里，绘制飞行器周围的震动波。”

　　这个过程需要一个明亮的光源，精确放置的镜片，一块弯曲的镜子，一个刀片挡住部分的光线，还有其他一些设备用以观测到空气中的波动并将其拍摄成像。在空气动力学中，一个喷嚏只是“气体的突然喷射造成附近空气浓度变化”，虽然喷嚏会传播肺结核、非典、流感及其他病毒，但“我们对空气流动的情况依然所知甚少。”Settles博士说。

　　为绘制一个喷嚏，他们找到了新加坡的病毒专家朱利安·唐博士。一个健康的学生打了一个喷嚏，气体以18英里的时速喷射出来，和附近的更冷的空气混合，“不同的温度可以不同程度地使光线发生扭曲。”Settles博士解释道。

　　他继续说：“下一件事，我们让一些人在镜子前面对面聊天，或者一个接一个打喷嚏，你可以看到气体的流动，人们如何互相传染。你便可以知道喷嚏如何在医院的空气中传播，造成交叉感染。在风洞中运用的技术也可以用来研究人类的疾病。”

　　其他条纹法的影像展示了手枪发射时周围搅动的空气和散发出去的震动波；一只小狗正在嗅一朵小花；还有微风中的烛火周围肉眼不可见的美丽世界。

　　最后一张照片在一个和机舱同等大小的模型内拍摄，抓拍到在人形模特座位下的包裹爆炸瞬间的闪光及其散播的震动波。这爆炸模拟了1994年在菲律宾航空公司一架飞机上利用硝化甘油制造的恐怖袭击。当时飞机并没有坠毁，但爆炸炸死了坐在包裹上方的乘客。

　　“这次模拟帮助我们了解能量如何在机舱里反射，”Settles博士说，“这也帮助我们验证了计算机模拟爆炸的结果。”