Vì sao vệt nhòe có thể giúp ước tính vận tốc nếu biết thời gian phơi sáng và kích thước vật?

Giải thích nguyên lý

Trong thời gian phơi sáng, vật có thể đi qua nhiều vị trí trên ảnh. Với một điểm sáng và chuyển động thẳng đều, chiều dài vệt trong mô hình hình học liên hệ quãng đường điểm đi trong thời gian mở màn. Với vật có bề rộng đáng kể, tổng bề rộng vùng nhòe còn gồm bề rộng ảnh vật lúc đứng yên; không thể dùng tất cả vùng sáng làm đường đi.

Ví dụ tính từng bước

Ảnh đã hiệu chuẩn cho thấy vật có bề rộng khi đứng yên 2,0 cm, chuyển động ngang đều trong 0,010 s. Vùng ảnh quét tổng cộng rộng 3,2 cm. Trong mô hình đơn giản, quãng dịch là 3,2 − 2,0 = 1,2 cm = 0,012 m, nên tốc độ 1,2 m/s. Lấy 0,032/0,010 thành 3,2 m/s đã tính cả bề rộng vật vào quãng đường.

Điểm dễ hiểu sai

Độ nhòe còn có thể do rung máy, lệch nét hoặc xử lý ảnh. Phương pháp này cần xác minh chính cơ chế nhòe do chuyển động trong lúc phơi sáng, không chỉ nhìn ảnh mờ.

Tự kiểm tra

Nếu là điểm sáng đủ nhỏ, bề rộng đứng yên lý tưởng gần 0 thì phần vệt tương ứng 1,2 cm vẫn cho 1,2 m/s.

Điều kiện áp dụng

Camera cố định, hiệu chuẩn cùng mặt phẳng, chuyển động đều theo ngang, không đổi hướng hay quay vật, bỏ nhòe quang học và màn trập quét từng hàng.

Đọc hình minh họa

Vật ở vị trí đầu và cuối trong thời gian phơi, vùng quét rộng 3,2 cm được tách thành bề rộng vật 2,0 cm và độ dịch 1,2 cm. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

Cách đo xe đồ chơi bằng video quay chậm Đo trực tiếp và đo gián tiếp khác nhau thế nào