Stroboskop

Stroboskop, Vorrichtung zum Messen von Frequenzen oder zum Sichtbarmachen hochfrequenter periodischer Bewegungen. In seiner einfachsten Ausführung besteht ein Stroboskop aus einer Lichtquelle und einer Drehscheibe mit einem oder mehreren Schlitzen. Mit der Lichtquelle beleuchtet man während des Versuchs den Beobachtungsgegenstand. Zwischen dem Gegenstand und der Lichtquelle ist die Drehscheibe installiert, durch deren Schlitze man den Gegenstand beobachten kann. Man versucht bei dem Experiment die Umdrehungsgeschwindigkeit so an den Schwingungszustand des Beobachtungsobjekts anzupassen, dass dieser für den Betrachter stillzustehen scheint. Mit anderen Worten: Bei einer bestimmten Geschwindigkeit der Scheibe erscheint dem Betrachter der sich bewegende bzw. schwingende Gegenstand unbeweglich. Diesen Vorgang bezeichnet man auch als Synchronisation. Am einfachsten erreicht man die Synchronisation, indem man eine Scheibe mit nur einem Schlitz genau mit der Schwingungs- oder Umdrehungsfrequenz des Gegenstands rotieren lässt (siehe Schwingung). Wenn die Frequenz der Stroboskopscheibe ein bisschen geringer als die Bewegungsfrequenz des Gegenstands ist, dann sieht der Beobachter eine Bewegung des Gegenstands in derselben Richtung, in der sich dieser wirklich bewegt. Bei schneller rotierender Scheibe sieht man eine langsame Rückwärtsbewegung des Gegenstands.

Hauptbestandteil moderner Stroboskope ist eine Lichtquelle, die in einer bestimmten Frequenz aufleuchtet. Diese Frequenz lässt sich an die Rotations- oder Schwingungsfrequenz des betrachteten Gegenstands anpassen. Zu diesem Zweck wird beipielsweise eine Neonlampe oder eine Metalldampflampe (siehe elektrische Beleuchtung) elektronisch mit der gewünschten Frequenz ein- und ausgeschaltet.

Das Stroboskop hat in der Technik große Bedeutung, z. B. bei der Untersuchung von Vibrationen, Materialermüdungen oder Verformungen bewegter Teile während des Laufes der betreffenden Maschine. Stroboskope dienen u. a. auch zum exakten Einstellen von Rotationsfrequenzen. Bei den älteren, riemengetriebenen Plattenspielern wurde oft eine Scheibe mit radialen Markierungen mitgeliefert, die bei korrekter Drehzahl im Lampenlicht stillzustehen schienen. Dabei wurde der Umstand ausgenutzt, dass das Licht von Glühlampen mit der Wechselstromfrequenz 50 Hz (für das Auge unmerklich) flackert.

Die ersten Hochfrequenz-Gasentladungslampen für stroboskopische Zwecke wurden zwischen 1926 und 1931 von Harold Eugene Edgerton entwickelt. Mit ihrer Hilfe kann man in extrem kurzen Zeitabständen Aufnahmen schnell bewegter Gegenstände machen (siehe Photographie: Hochgeschwindigkeits-Photographie und Kinematographie). Bei diesen Stroboskoplampen haben die Lichtblitze teilweise eine Dauer von nur 0,000 001 Sekunden (eine millionstel Sekunde).