Следовая камера

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (1 И 114 601150 АНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ следов на фотоснимке, она содержит,. по крайней мере, одну дополнительную фотокамеру, фотопленка в которой расположена по линейчатой поверхнос. ти, сопряженной с несколькими плоскостями, расположенными в пределах фотографируемого объема следовой камеры, часть которых пересекает на-, .правление пучка частиц, а другая часть совпадает либо с передним, лнф. бо с задним планом фотографируемого объема следовой камерыпри этом до. полнительные фотокамеры задиафрагмированы до относительных отверстий 1 1/42. Камера по п.щ а я с я тем, чтофотокамеры снабжеными пластинками иносительно основобразом, что входинительной фотокамеризображением входноной камеры в сортведелительной пластин ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Объединенный институт ядерных исследований(56) Александров Ю.А. и др-, Пузырьковые камеры, И Атомиэдат, 1963, с. 176.Глачалев В.В. и др. Стереофотограмметрическая и осветительная аппаратура метровой водородной пузырь. ковой камеры, ПТЭ, У 3 968, с, 225 (54) (57) 1.СЛЕДОВАЯКАИЕРА,включающая корпус с фотографируемым объемом, группу фотокамер с плоской формой фотоснимка, сфокусированных на медианную плоскость фотографируемого объема следовой камеры и задиафрагмированных до относительных отверстий1/16, о т л и ч а ю щ а я - с я тем, что, с целью повыщения точности определения параметров траекторий заряженных частиц путем снижения величины изображения элементов 1,отличаю.дополнительныены светоделительрасположены отнык Фотокамер такимй зрачок дополы совпадает сго зрачка основтствующей светоке.Заявляемое техническое решение относится к методике физического эксперимента в области Физики элементарных частиц с применением таких средств визуализации и регистрации траекторий заряженных частиц, какими являются пузырьковые, стримерные и другие следовые (трековые) камеры.Известно много различных конструкций следовых камер (пузырьковые, диффузионные, стримерные камеры Вильсона), каждая из которых включает такие элементы, как корпус камеры с фотографируемым объемом, заполненный газовой или жидкой средой, и фотогра" фическую аппататуру, включающую группу фотограмметрических камер для получения стереоскопических снимков 1.Наиболее близкой к заявляемой является следовая камера, включающая корпус с фотографируемым объемом, группу фотокамер, сфокусированных на медианную плоскость Фотографируемого объема следовой камеры и задиафрагмированньгх до относительных отверстий ( 1/16.Детектирующий объем камеры (950 х 360 х 300 мм) фотографируется 4- мя фотограмметрическими камерами. Эти фотограмметрические камеры сфокусированы на медианную плоскость детектирующего (Фотографируемого) объема камеры (плоскость пучковых частиц); при этом диафрагмы объективов этих камер установлены в положении, при котором фотографирование объема пузырьковой камеры осуществляется при относительном отверстии 1/27,Недостатком прототипа является недостаточно высокая точность измерения координат элементов следов по фотоснимкам, обусловленная сравнительно большим значением дифракционного размытия изображения элементовследа частиц, которое определяетсяпо формуле:=2(1 М 1 Ф( 1где М - масштаб фотографирования;Э - длина волны света;А - относительное отверстие объективов фотокамер,При заданных значениях М и 9 дифракционное размытие изображения элементов следа определяется только величиной относительного отверстия А,которое в случае прототипа равно1/27. Увеличение относительного от 8196верстия, которое привело бы к снижению дифракционного размытия изображения элементов следа, вызовет уменьшение глубины резкоизображаемого 3 объема следовой камеры и, следовательно, снижение эффективности следовой камеры.Целью изобретения является повышение точности определения парамет ров траекторий заряженных частиц путем снижения величины иэображенияэлементов следа на фотоснимке.Поставленная цель достигается тем,что в следовой камере, включающей 15 корпус следовой камеры с фотографируемым объемом и группу фотограмметрических камер, сфокусированных намедианную плоскость фотографируемого объема следовой камеры и задиаф рагмированных до относительных отверстий1/16 и менее, дополнительно содержится, по крайней мере,одна фотокамера, Фотопленка в которой расположена по линейчатой поверхности, сопряженной с несколькимиплоскостями, расположенными в пределах Фотографируемого объема следовой камеры, часть которых пересекаетнаправление пучка частиц, а другая 30 совпадает либо с передним, либо сзадним планами фотографируемого объема следовой камеры", при этом дополнительные фотокамеры задиафрагмированы до относительных отверстий1/4. Кроме того, дополнительныеФотокамеры снабжены светоделительными пластинками и расположены относительно основных Фотокамер такимобразом, что входной зрачок дополнительной Фотокамеры сопадает сизображением входного зрачка основной фотокамеры в соответствующейсветоделительной пластинке. Выборзначения относительных отверстий 45 для основных Фотограмметрическихкамер, сфокусированных на медианнуюплоскость следовой камеры, в интерва.ле 1/16 и менее обусловлен тем, чтопри таких значениях относительныхотверстий обеспечивается регистрацияследов частиц по всей глубине следовой камеры. Выбор значения относительных отверстий для дополнительныхфотокамер в интервале 1/4 или болееобусловлен тем, что при таких значениям относительных отверстий обеспечивается регистрация отрезков следов частиц в узкой по глубине зоне со сравнительно малой дефокусировкой1118196изображения и при этом не утрачива- ки) с объективом 4. Плоскость навод-.ется возможность индентификации та- ки на резкость объектива 2 фотокамерыких изображений, увеличение относи- совпадает с медианной плоскостьютельного отверстия повлечет увеличе- следовой камеры РТ, и фотопленка вЪние точности локализации (положитель .этой камере расположена в плоскостиный эффект), но одновременно затруд изображения, сопряженной с плосконит анализ иэображений (отрицатель- стью РТ. В фотокамере с объективомный эффект), Однозначного оптималь Фотопленка расположена по линейчаного значения относительно отверстия той поверхности, составленной издля таких фотокамер на все случаи совокупности отдельных взаимно пере"указать невозможно, и поэтому целесо- секающихся плоскостей, которые сообразно указать интервал для таких пряжены с группой плоскостей в фотооптимальных значений (1/4 или более). графируемом объеме следовой камеры:Дополнительные фотокамеры должны аб+бв+Вг+гд+де+ЕЖ+жи+Ик+кл+лм. Прибыть определенным образом ориентиро такой конструкции дополнительнойваны относительно фотографируемого фотокамеры на Фотоснймке 5, построен.объема следовой камеры и направления ном объективом 4, будут изображеныпучка частиц в этом объеме с тем, несколько элементов следа, проходячтобы не сниеить этфектненостн реги- него а медленной ллоскости, а именстрации, а именно, направление пуч но, расположенных в точках пересе.ка частиц и образующей линейчатой чения следа и плоскостей бв, гд еж,поверхности в дополнительной фотока- ик и лм,мере должны быть скрещены под углом, . На фиг. 4 представлено взаимноеблизким к прямому, например в интер- расположение фотографируемого объевале 60-90 , В этом случае достига ма следовой камеры 1, объективов 2ется наиболее полная регистрация сле- и 4, фотоснимков 5, плоскости 3 изобдов всех частиц в следовой камере на ражения и светоделительной пластиндополнительном фотоснимке с неплос- ки 6. Плоскость изображения сопрякой формой. жена с медианной плоскостью фотогра"На фиг. 1 представлено взаимное 30 фируемого объема следовой камеры, грасположение фотографируемого объе- фотоснимок 5 размещен в группе взама следовой камеры 1, объектива 2 имнопересекающихся плоскостей, сопрй, фотокамеры, плоскости АЕ наводки на женных с группой плоскостей бв+вг+,резкость и плоскости 3 иэображения, +гд+де+еж+жи+ик. Объективы 2 и 4 иКак видно из построения, плоскость З 5 светоделительная пластина 6 располоАЕ наводки на резкость фотокамеры жены так, что входной зрачок одногоне совпадает с медианной плоскостью из них совпадает с изображениемследовой камеры, а пересекает ее под входного зрачка другого в светоделибольшим углом, На,фотоснимке регист- тельной пластинке.рируются только изображения двух эле На Фиг. 5 представлено наложениементов следов точек В и С в позици- двух фотоснимков полученных по схе-,йях точек В и С ме Фигуры 4. На одном фотоснимкеНа фиг, .2 представлено взаимное имеется полное изображение вилки -расположение фотографируемого объе- трех следов (одного первичного има следовой камеры и нескольких фо двух вторичных); при этом изображетокамер, плоскости наводки на рез- ния всех следов имеют значительнуюкость которых не совпадают с медиан- ширину. На втором фотоснимке имеютной плоскостью фотографируемого объе- ся изображения только несколькйхма следовой камеры. В этом случае элементов тех же следов; при этомна фотоснимках регистрируется боль некоторые иэображения отдельных пу;шое число элементов следов частиц. зырьков или стримеров имеют сущестНа Фиг, 3 представлено взаимное венно меньшую ширину, чем ширинарасположение фотографируемого объе- изображения следов на первом снимке.ма следовой камеры и двух фотограм- :- Работа заявляемого устройства -метрических камер: традиционной (с 55 следовой камеры протекает следующимплоским расположением фотопленки) - .образом. В момент времени, когдас объективом 2 и дополнительной через фотографируемый объем следовой13 11 частицы и испытывают взаимодействие с образованием исследуемого события, производится Фотографирование следов заряженных частиц. В результате Фотографирования получают пару или триаду снимков с изображениями следов заряженных частиц во всем Фотографируемом объеме, т.е. традиционный комплект снимков, необходимый для стереофотограмметрической обработки зарегистрированных событий, и один или более снимков с изображениями элементов следов частиц в тонком слое, окаймляющих группу взаимнопересекающихся плоскостей, расположенных в Фотографируемом объеме.Просмотр снимков с целью отбора событий, подлежащих дальнейшим измерениям, производят по набору стереоснимков с изображениями следов частиц по всему Фотографическому объему, т,е. так же, как и в прототипе. После отбора подлежащего измерению события производят пометки иэображения элементов тех же следов частиц, но зарегистрированных посредством дополнительных Фотокамер с неплоским расположением Фотопленки, используя обычные снимки как маску для выделения подлежащих измерениям изображений элементов следов частиц. Далее производят измерение координат изображений элементов следов частиц отобранного события (группа следов частиц) посредством традиционных приборов и по традиционной методике, т.е. как и в случае прототипа.После измерения координат изображений элементов следов на снимке с дополнительной фотокамеры производят вычисление координат этих же элементов следов в пространстве следовой камеры; при этом вычисление производят не традиционным способом стереофотосъемки, а как точек пересечения проектирующего луча, проходящего через входной зрачок фотокамеры иточку на Фотоснимке, с плоскостью в, объеме следовой камеры, сопряженной с плоскостью соответствующего участка Фотоснимка, т,е, производят опре. деление координат элементов следа в объеме следовой камеры только по одному снимку с неплоским расположением Фотопленки. Далее по координатам элементов следов заряженных частиц в объеме следовой камеры производят вычисление параметров траекторий за 18196 5 О 15 2 О 25 ЗО 40 45 50 55 ряженных частиц традиционным способом.Заявляемое техническое решениеотличает следующая совокупность призиаков:- известная конструкция следовойкамеры, включающей фотаграфируемыйобъем следовой камеры и группу фотокамер с плоским расположением Фотопленки для стереоскопической съемкиследов заряженных частиц в объемеследовой камеры сфокусированных намедианную плоскость фотографируемого объема и задиафрагмированных сусловием обеспечения глубины резкости в Фотографируемом объеме на егополную глубину, т.е. 1/1 б и меньше,дополнена одной или несколькими дополнительными фотокамерами с неплоским расположением Фотопленки- фотопленка в указанных дополнительных Фотокамерах расположенапо линейчатой поверхности, оптически сопряженной с несколькими плоскостями, которые пересекаются другс другом в пределах фотографируемого объема следовой камеры и одначасть из которых пересекает направление пучка первичных частиц подоуглом в .интервале ЬО, а другаячасть совпадает с плоскостями переднего и заднего планов фотографирования;- указанные дополнительные Фотокамеры с неплоским расположениемФотопленки и светоделительные пластинки установлены таким образом,что входной зрачок основной традиционной Фотокамеры совмещается сизображением входного зрачка дополнительной Фотокамеры, образованнымсветоделительной пластинкой;- указанные дополнительные фотокамеры с неплоским расположениемФотопленки задиафрагмированы с условием обеспечения глубины резкостине по полной глубине фотографируемого объема следовой камеры, а только в тонком слое, окаймляющем указанную совокупность плоскостей наводкина резкость, толщина которого покрайней мере на порядок меньше полной глубины фотографируемого объемаи должна включать несколько элементов следа (пузырьков, стримеров,капель), например, на более 10 штук,т,е. до относительных отверстий 31/4,,7 Указанная совокупность отличительных признаков существенна потому, что обеспечивает технико-экономический эффект за счет следующих преимуществ:.- указанные. дополнительные фотокамеры с неплоским расположением фотопленки, строящие острофокусные изображения только отдельных элементов следов частиц, обеспечивают возможность снизить ширину изображений : элементов следов в несколько раз (пропорционально отношению относительных отверстий традиционных и дополнительных острофокусных фотокамер) и тем самым повысить точность измерения координат точек изображений следов на фотоснимке;- укаэанные дополнительные фотокамеры, регистрирующие следы п и бпри ольших относительных отверстиях, дают возможность применять менее чувствительные фотопленки, т.е. пленки с большим разрешением, и, следовательно, за счет этого несколько повысйть .точность измерения координатна снимке;- указанные дополнительные фотокамеры строят резкие иэображения ре 5 перных крестов, распределенных попереднему и заднему планам фотографируемого объема следовой камеры,что также содействует повышению точности определения координат следов 10 на фотоснимках- указанная дополнительная фотокамера с неплоским расположениемфотопленки обеспечивает возможностьопределить координаты элементов сле да в .пространстве фотографируемогообъема следовой камеры, т,е, трехмерные координаты следа по одномунеплоскому фотоснимку 3- определение координат элементой 20 следа, зарегистрированных посредством заявляемой следовой камеры, производится с большей точностью и приэтом требует меньшего объема измере"ний и вычислений, так как для этих 25.целей используется меньшее число точек 5-6 вместообычно используемых 20.111896 едактор П. Горькова Техред О.Вашишина Корректор Е. Рошко ПСССР о д, 4 Патент Ужгород, ул. Проектная, 4 циал 8128/2ВНИИПИ Государпо делам изо 113035, Москва тираж 747венного комитетаетений и открыти