Следовая камера

 

1.СЖДОВАЯ КАМЕРА .включающая корпус с фотографируемым объемом, группу фотокамер с плоской формой фотоснимка, сфокусированных на медианную плоскость фотографируемого объема следовой камеры и задиафрагмированных до относительных отверстий 1/16, отличающаяс я тем, что, с цепью повьшения точности определения параметров траекторий заряженных частиц путем снижения величины изображения элементов следов на фотоснимке, она содержит i по крайней мере, одну дополнительную фотокамеруf фотопленка в которой расположена по линейчатой поверхнос ти, сопряженной с несколькими плос костями, расположенными в пределах фотографируемого объема следовой камеры, часть которых пересекает наг правление пучка частиц, а другая часть совпадает либо с передним, ли бо с задним гШаном фотографируемого объема следовой камеры, .при этом дог полнительные фотокамеры задиафрагмированы до относительных отверстий 1/4. (Л 2. Камера по п. 1, о т л и ч а lofС щ а я с я тем, что дополнительные фотокамеры снабжены светоделительо е ными пластинками и расположены относительно основных фотокамер таким образом, что входной зрачок дополнительной фотокамеры совпадает с изображением входного зрачка основной камеры в сортветствукицей светоэо делительной пдастинке. S 0д

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК, (19) (11) 6Ю 4 G 01 Х 5 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3561983/18-25 (22) 02.03.83 (46 ) 15.12.85. Бюл. Ф 46 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) Э.В. Козубский и И,С. Саитов (53) 621.387.424 (088.8) (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, 1968, с. 225. (54) (57) 1. СЛЕДОВАЯ КАМЕРА, включающая корпус с фотографируемым объемом, группу фотокамер с плоской формой фотоснимка, сфокусированных на медианную плоскость фотографируемого объема следовой камеры и задиафрагмированных до относительных отверстий 1/16, о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что, с целью повьпнения точности определения параметров траекторий заряженных частиц путем снижения величины изображения элементов следов на фотоснимке, она содержит, по крайней иере, 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, лн . бо с задним планом фотографируемого объема следовой камеры,,при этом до» полнительные фотокамеры задиафрагмированы до относительных отверстий 3 1/4.

2. Камера по п. I, о т л и ч а ю,щ а я с я тем, что дополнительные фотокамеры снабжены светоделительными пластинками и расположены относительно основных фотокамер таким образом, что входной зрачок дополнительной фотокамеры совпадает с изображением входного зрачка основной камеры в сортветствующей светоделительной пластинке.

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, дифЪ фузионные, 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 задиафрагмированных до относительных отверстий 1/16.

Детектирующий объем камеры (950x360x300 мм ) фотографируется 4мя 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 элементов следа частиц, которое определяется по формуле: где М вЂ” масштаб фотографирования;

Э вЂ” длина волны света, A — относительное отверстие объективов фотокамер, При заданных значениях М и 3 дифракционное размытие изображения элементов следа определяется. только величиной относительного отверстия А, которое в случае прототипа равно

1/27. Увеличение относительного от8196 верстия, 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 параметров траекторий заряженных частиц путем снижения величины иэображения элементов следа на фотоснимке.

Поставленная цель достигается тем, что в следовой камере, включающей корпус следовой камеры с фотографируемым объемом и группу фотограмметрических камер, сфокусированных на медианную плоскость фотографируемого объема следовой камеры и задиафрагмированных до относительных отверстий 6 1/16 и менее, дополнительно содержится, по крайней мере, одна фотокамера, фотопленка в которой расположена по линейчатой поверхности, сопряженной с несколькими плоскостями, расположенными в пределах фотографируемого объема следовой камеры, часть которых пересекает направление пучка частиц, а другая

30 совпадает либо с передним, либо с задним планами фотографируемого объема следовой камеры", при этом дополнительные фотокамеры задиафрагмированы до относительных отверстий

> 1/4. Кроме того, дополнительные фотокамеры снабжены светоделительными пластинками и расположены относительно основных фотокамер таким образом, что входной зрачок дополнительной фотокамеры сопадает с изображением входного зрачка основной фотокамеры в соответствующей светоделительной пластинке. Выбор значения относительных отверстий для основных фотограмметрических камер, сфокусированных на медианную плоскость следовой камеры, в интервале 1/16 и менее обусловлен тем, что при таких значениях относительных отверстий обеспечивается регистрация следов частиц по всей глубине следовой камеры. Выбор значения относительных отверстий для дополнительных фотокамер в интервале 1/4 или более обусловлен тем, что при таких значениям относительных отверстий обеспечивается регистрация отрезков следов частиц в узкой по глубине зоне со сравнительно малой дефокусировкой

1118196 изображения и при этом не утрачива- ки) с объективом 4. Плоскость навод-. ется возможность индентификации та- ки на резкость объектива 2 фотокамеры ких изображений, увеличение относи- совпадает с медианной плоскостью тельного отверстия повлечет увеличе- следовой камеры РТ, и фотопленка в % ние точности локализации (положитель- 5 этой камере расположена в плоскости ный эффект), но одновременно затруд- 3 изображения, сопряженной с плосконит анализ иэображений (отрицатель- стью PT. В фотокамере с объективом ный эффект). Однозначного оптималь- 4 фотопленка расположена по линейчаного значения относительно отверстия той поверхности, составленной из для 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 фото оптимальных значений (1/4 или более). графируемом объеме следовой камеры:

Дополнительные фотокамеры должны аб+бв+Вг+гд+де+ЕЖ+жи+Ик+кл+лм . При быть определенным образом ориентиро- 5 такой конструкции дополнительной ваны относительно фотографируемого фотокамеры на фотоснймке 5, построен объема следовой камеры и направления ном объективом 4, будут изображены пучка частиц в этом объеме с тем, несколько элементов следа, проходячтобы не снивитв эффективности реги- него в медленной ллоскости, в именстрации, а именно, направление пуч- 20 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 взаимное близким к прямому, например в интер- расположение фотографируемого объе» вале 60-90 . В этом случае достига- 5 ма следовой камеры 1, объективов 2 ется 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, г расположение 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 и

Как видно из построения, плоскость 35 светоделительная пластина 6 располо

АЕ наводки на резкость фотокамеры жены так, что входной зрачок одного не совпадает с медианной плоскостью из них совпадает с изображением следовой камеры, а пересекает ее под входного зрачка другого в светоделибольшим углом. На,фотоснимке регист- тельной пластинке. рируются только изображения двух эле- 40 На фиг. 5 представлено наложение ментов следов точек В и C в позициI двух фотоснимков полученных по cxe-, t ях точек В и С ме фигуры 4. На одном фотоснимке

На фиг, .2 представлено взаимное имеется полное изображение вилки— расположение фотографируемого объе- трех следов (одного первичного и ма следовой камеры и нескольких фо- 4g двух вторичных); при этом изображетокамер, плоскости наводки на рез- ния всех следов имеют значительную кость которых не совпадают с медиан- ширину. На втором фотоснимке имеютной плоскостью фотографируемого объе- ся изображения только несколькйх ма следовой камеры. В этом случае элементов тех же следов; при этом на фотоснимках регистрируется боль- 50 некоторые иэображения отдельных пу;шое число элементов следов частиц. зырьков или стримеров имеют сущестНа фиг. 3 представлено взаимное венно меньшую ширину, чем ширина расположение фотографируемого объе- изображения следов на первом снимке. ма следовой камеры и двух фотограм- . =- Работа заявляемого устройства— метрических камер: традиционной (с 55 следовой камеры протекает следующим плоским расположением фотопленки) — .образом. В момент времени, когда с объективом 2 и дополнительной через фотографируемый объем следовой

1 (с неплоским расположением фотоплен- камеры, проходят пучковые (первичные) 18196

5 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

<-тобранного 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 сте-. реофотосъемки, а как точек пересечения проектирующего луча, проходящего через входной зрачок фотокамеры и точку 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 за5 !

О

2О

ЗО

g5

55 ряженных частиц традиционным способом.

Заявляемое техническое решение отличает следующая совокупность приз иаков: — известная конструкция следовой камеры, включающей фотаграфируемый объем следовой камеры и группу фотокамер с плоским расположением фотопленки для стереоскопической съемки следов заряженных частиц в объеме следовой камеры, сфокусированных на медианную плоскость фотографируемого объема и задиафрагмированных с условием обеспечения глубины резкости в фотографируемом объеме на его полную глубину, т.е. 1/16 и меньше, дополнена одной или несколькими дополнительными фотокамерами с неплоским расположением фотопленки; — фотопленка в указанных дополнительных фотокамерах расположена по линейчатой поверхности, оптически сопряженной с несколькими плоскостями, которые пересекаются друг с другом в пределах фотографируемого объема следовой камеры и одна часть из которых пересекает направление пучка первичных частиц под о углом в .интервале 60-90, а другая часть совпадает с плоскостями переднего и заднего планов фотографирования; — указанные дополнительные фотокамеры с неплоским расположением фотопленки и светоделительные пластинки установлены таким образом, что входной зрачок основной традиционной фотокамеры совмещается с изображением входного зрачка дополнительной фотокамеры, образованным светоделительной пластинкой; — указанные дополнительные фотокамеры с неплоским расположением фотопленки задиафрагмированы с условием обеспечения глубины резкости не по полной глубине фотографируемого объема следовой камеры, а только в тонком слое, окаймляющем указанную совокупность плоскостей наводки на резкость, толщина которого по крайней мере на порядок меньше полной глубины фотографируемого объема и должна включать несколько элементов следа (пузырьков, стримеров, капель), например, на более 10 штук, т.е. до относительных отверстий >

1/4.

1118196 фиВ.1

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 изображе- . ний следов на фотоснимке; — укаэанные дополнительные фотокамеры, регистрирующие следы п и б при ольших относительных отверстиях, дают возможность применять менее чувствительные фотопленки, т.е. пленки с большим разрешением, и, следовательно, sa счет этого несколько повысйть точность измерения координат на снимке; — указанные дополнительные фотокамеры строят резкие иэображения ре

5 перных крестов, распределенных по переднему и заднему планам фотографируемого объема следовой камеры, что также содействует повышению точности определения координат следов

10 на фотоснимках — указанная дополнительная фотокамера с неплоским расположением фотопленки обеспечивает возможность определить координаты элементов сле15 да в .пространстве фотографируемого объема следовой камеры, т.е. трехмерные координаты следа по одному неплоскому фотоснимку; — определение координат элементой

20 следа, зарегистрированных посредстВоМ заявляемой следовой камеры, производится с большей точностью и при этом требует меньшего объема измере" ний и вычислений, так как для этих

25.целей используется меньшее число то чек(5-6 вместообычно используемых20)!.! 118196

lll8196

1118196

Техред О.Вашишина Корректор E- Рошко

Редактор П. Горькова

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8128/2 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5