Archive for the Experimente Category

Some Schlieren shots – March 5, 2016

Posted in Experimente on March 9, 2016 by maxpho

Since around November 2015, I’ve been very busy at work with some experiments involving the interaction of atmospheric plasma jets with the air or liquids. In order to study such interactions, I needed an imaging technique to visualize the gas flow of the plasma jet and its influence inside liquids (like water or alcohol). The best method for imaging such interactions is the Schlieren imaging technique. Being my first such optical setup (I did use some shadowgraphy setups in previous experiments, but not Schlieren setups), I did not want to increase the budget of the experiment too much, without first knowing the best method for creating such a setup.

What I did choose at the end of a two-week study, was the one-mirror Schlieren setup, which has a lot of advantages, both “economically” and due to its portability (in the laboratory we need most of the investigation setups to be mobile in order to use them on different experiments).

The main optical component of this one-mirror setup is of course…the mirror. Which interestingly enough, it can (and should) be a telescope mirror.

The final setup that I now use at work is indeed very good for our purposes, so good actually that I’ve decided to play a bit with a similar setup constructed at my home.

At work I use a 150mm F/4 (lambda/10) parabolic mirror, while at home I’ve selected the 200mm F/5 (lambda/8) mirror due to its versatile mirror cell.

For now, I have only three interesting results, showed as animations, of three different gas flows.

All of the imaging was done with the ASI 174MM camera and a 58mm F/2 old Helios objective. The exposure was kept at minimum (0.06 milliseconds, that is around 1/15000 of a second), and the frames per second rate was around 250 to 300. The animations are played at 20 fps, that is the slow-down factor is around 25 times. Sorry for the blinking background, but the light-bulb I’ve used is not good for such experiments (the flickering is due to the 50Hz frequency).

First animation shows the gas exiting a lighter:

anim gaz bricheta.gif

The second animation, and the most impressive, shows the moment the flame from the lighter is formed and, afterwards, the changing shape of the hot gases:

anim gaz si flacara bricheta.gif

And the final animation, showing the gas exiting a deodorant spray (won’t name the brand here):

spray deodorant.gif

Basically, any amateur astronomer interested in imaging the planets/Moon/Sun can create such an easy setup with the equipment at hand, that is the imaging camera, an old photography lens, a light bulb and of course the telescope mirror. Go ahead and try it, it will give you something to do when the skies are cloudy 😉

Zerynthia polyxena – February 21, 2016

Posted in Evenimente, Experimente, Specii rare on February 21, 2016 by maxpho

One of my “back to Nature” activities (involving breeding some insect species for re-population of areas that had these species which are now critically endangered) is up and running well I might say:

ZERY 1.jpg

This year’s species is Zerynthia polyxena, one of the most beautiful butterflies in Europe, and one of the earliest ones to emerge in March.  Last year I’ve reared almost a hundred caterpillars of this species, collected either as larvae or egg from two locations with very large populations (one of the locations had around 1000 larvae !!). The reason for this was to repopulate one area that had the species until a few years ago (but was eradicated due to very stupid and fast urbanization) and to increase the very fast declining numbers of individuals at another location (the very stupid way that agriculture is done is the main reason for this population’s decline).

Of course I had to make a few investigations regarding the future habitats where the butterflies will be released, and as for any other projects of this kind, I can only hope that the locations I have in mind will remain the same for some time (that is, not to be destroyed by humans in the next 5-10 years at least).

At the moment, due both to very warm temperatures for this period of the year (+15 to +20 degrees Celsius!!) and a warm winter from my part (the location for the butterfly pupae had temperatures above 10 degrees Celsius in December and January), some of the individuals have started to emerge. This is good but not very good, since their host plant is still mostly underground at the predicted locations. I have to ensure some good conditions for this adults until I’ll release them back to Nature.

For now, a few shots with some of the freshly emerged butterflies:

ZERY 2.jpg

ZERY 3.jpg

ZERY 4.jpg

Saturnia pyri – Omizi (stadiul I)

Posted in Comana, Experimente on May 20, 2014 by maxpho

In data de 11 Mai, in cursul uneia dintre iesirile de seara/noapte prin Padurea Comana, am reusit sa capturez o femela de Saturnia pyri, cel mai mare fluture nocturn din Europa. Norocul a facut ca femela sa depuna si cateva oua, astfel ca timp de o saptamana am “avut grija” de respectivele oua. Astazi (20 Mai) primele doua larve au eclozat, asa ca a inceput perioada de intretinere; adica cautare si colectare de plante specifice dietei larvelor acestei specii.

O sa revin cu mai multe informatii legate de perioada de la inceputul lui Mai in care am observat zeci de exemplare de Saturnia pyri, in cea mai mare parte masculi cautand femelele.

Deocamdata o fotografie a unuia dintre masculi:

Saturnia pyri adult

Exemplarul din imagine are o anvergura de 13.3 cm (in pozitia de etalare), fiind de dimensiune medie.

Si o fotografie a primei larve eclozate, cu o lungime de aproximativ 5mm:

larva L1

Timp de 3 luni de acum inainte, pana la transformarea larvelor in crisalide, o sa am “ceva” de munca cu asigurarea hranei larvelor.

Max

(20 Mai 2014)

Test de rezolutie – 9 Noiembrie 2013

Posted in Experimente on January 18, 2014 by maxpho

In cadrul unei plimbari de Noiembrie prin Bucegi, printre cateva astrofotografii am avut timp sa testez un pic luneta de 115mm ca teleobiectiv in cateva fotografii terestre, impreuna cu aparatul Canon 550D. Si ce subiecte mai bune de gasit pe Platoul Bucegilor daca nu Crucea Caraiman si Releul Costila.

Fotografiile:

Releul Costila fotografiat de la o distanta de 4.5 km !

Costila zoom

Crucea Caraiman fotografiata din doua locuri apropiate la ore diferite, distanta pana la subiect in imaginea din dreapta fiind de 3.6 km !

Caraiman

O harta a zonei cu distantele masurate via Google Earth (deci masurate la nivelu solului, valorile reale fiind cele mentionate mai sus):

harta foto

Detaliile cele mai fine in imaginea Releului Costila sunt undeva la dimensiunea unui cablu (observabile pe langa antene), deci posibil 1 cm! Per total insa, pentru a fi “sigur” in afirmatii, o sa spun ca rezolutia atinsa este undeva pe la 3-4 cm…

La plecare am avut parte de un apus superb cu umbre luuuungi…

DSC_0345_stitch

…si de o Luna destul de contrastata pe cerul albastru si curat de munte:

Luna PA

Alte fotografii atat astro cat si ne-astro din acea plimbare:

apus si un bolid – fotografii ale sotiei,

Luna HDR si acelasi bolid

Max

(18 Ianuarie 2014)

First Light – Olympus BX 51 – 16 Februarie 2013

Posted in Experimente, Microscopie, Supermacrofotografie on February 17, 2013 by maxpho

Desi nu e un “obiect” personal, pot sa spun ca am “la indemana” de acum un instrument foarte performant intr-ale microscopiei. Din pacate doar la servici…

Este vorba de un microscop optic Olympus BX 51 dotat cu o camera Olympus DP72  de 12.8 Mp (cu tehnica “pixel shifting”, despre ea, mai multe informatii aici si aici).

Detalii despre aceasta “bijuterie a microscopiei” se gasesc aici, aici si aici.

Cum nu sunt chiar la inceput de drum intr-ale microscopiei, am vrut in “prima ora de acomodare” cu BX 51 sa vad de ce e in stare, in special intr-ale rezolutiei.

Am ales pentru asta solzi de fluture (ce altceva ? 🙂 ) apartinand speciei Araschnia levana f. prorsa.

Am utilizat mai mult metodele de imagistica in camp luminos in transmisie, reflexie, si doar putin in fluorescenta.

Momentan nu pun scala pe imagini, urmand sa updatez postul de fata cu detalii suplimentare dupa o a doua sesiune.

Incep cu o imagine a mai multor solzi inlaturati de pe aripa fluturelui si amplasati direct pe lamela microscopului, utilizand obiectivul de 10x. Imaginea din stanga este realizata din suprapunerea unei imagini in camp luminos prin transmisie cu una prin reflexie si polarizare, ambele fiind cate un stack din 4-5 cadre in plane diferite de focalizare (suprapunere realizata cu Zerene Stacker). Imaginea din dreapta este negativul celei din stanga, pentru un mai bun contrast.

10x

O alta imagine realizata doar prin transmisie in CL (Camp Luminos) cu obiectivul de 20x, al aceluiasi tip de solzi (tot specia Araschnia) insa in pozitia “naturala” fixati pe aripa fluturelui. Imginea este un stack din 10 cadre. Se observa detalii foarte fine cum ar fi “nervurile” longitudinale ale solzilor.

20x

Mergand “mai in detaliu” cu obiectivul de 50x…trei imagini prezentand un singur solz (prezent si in centrul primei imagini de mai sus). Prima este o suprapunere a trei imagini, cea in lumina transmisa, una in lumina reflectata (cu polarizare) si una in fluorescenta. Cea de a doua este negativul primei, pentru un contrast mai bun. Ultima este imaginea in lumina transmisa. Se observa diferentele de detalii dintre metode, cat si detaliile foarte fine dintre nervurile longitudinale surprinse doar prin transmisie.

la 50x

Si mergand chiar mai departe, cu obiectivul 100x (marirea maxima), doua imagini alb-negru (stanga-transmisa CL negativ, dreapta-reflectata (polarizare) + fluorescenta), fiecare un stack a cate 10 imagini individuale, prezentand acelsi solz cu detalii foarte fine corespunzatoare fiecarei metode de iluminare.

la 100x an

Si o animatie din cele doua imagini, cu cea realizata prin reflexie/polarizare de aceasta data in culori exagereate:

anim 100x

Toate imaginile au fost achizitionate cu softul camerei, iar procesarea am realizat-o cu Zerene Stacker si Photoshop CS2.

Max

(16 februarie 2013)

UPDATE (17 Februarie 2013):

Revin acum si cu imagini relevante pentru rezolutia atinsa in imaginile de mai sus.

Pe urmatoarele imagini am “lipit” si scala pentru a avea o idee de detaliile surprinse si de dimensiunea generala a solzilor fluturilor.

Incep cu o comparatie intre o imagine realizata prin transmisie-camp luminos (stanga) si una prin reflexie cu polarizare (dreapta).

comp 2

Si o comparatie intre cele trei tipuri de iluminari utilizate: transmisie CL, reflexie cu PL si fluorescenta:

comp

O imagine in fluorescenta in care se observa prinderea solzilor pe nervurile aripii:

solzi c

Si acum cate ceva despre rezolutia atinsa. In colajul de mai jos sunt prezentate trei imagini ale unui solz realizate cu trei obiective diferite: 10x, 50x si 100x.

marire b

Pentru evidentierea celor mai mici detalii, imaginea a treia de mai sus este amplasata langa un crop 100% din imaginea originala. Tinand cont de scara, cele mai mici detalii observabile sunt de ordinul a 0.26-0.3 (medie 0.28) microni, ceea ce corespunde perfect cu limita teoretica a obiectivului utilizat.

detaliu

Max

Cerambix cerdo – Helicon Focus – 12 decembrie 2011

Posted in Experimente on December 12, 2011 by maxpho

Cum noul setup foto mi-a deschis o portita in microcosmos, m-am hotarat sa incerc cu ocazia asta si un soft de aliniere, suprapunere, finalizare dedicat fotografiei realizata prin suprapunerea mai multor cadre cu focalizari in plane diferite, crescand astfel profunzimea.

Si ce soft mai bun de ales decat Helicon Focus.

Un soft DEMENTIAL as putea spune. Pe langa faptul ca realizeaza automat o imagine (avand cadre originale corect realizate !) in sub 2 minute (la 13 cadre a 18 Mp), mai ofera si posibilitatea de a realiza modele 3D, animatii ale acestor modele, imagini separate 3D, si altele. Cu primul salariu e cumparat ! Nu de alta dar Trial-ul (care culmea ofera toate functiile!) e valabil doar 30 de zile.

Si subiectul ales: un exemplar de Cerambix cerdo capturat prin iulie anul acesta la Padurea Comana. Capturat…pe patul de moarte pot sa spun, gasindu-l la baza unui copac in agonie. Dimeniunea sa fiind una minima cred pentru un astfel de coleopter.

Si o animatie care prezinta cadrele originale (13 la numar) cu diferitele planele de focalizare, si imaginea rezultata cu ajutorul softului.

Click pe animatie ca merita.

Si, dupa cum ziceam, softul mai stie sa realizeze din imagini 2D, un model 3D. Model pe care l-am transformat in animatie .gif pentru o mai usoara vizualizare. Nu am lucrat prea mult la el insa efectul e clar.

Atentie: fisier mare, asteptati sa se incarce !

Si o imagine a aceluiasi cap de Cerambix, de data asta din lateral. Din pacate mi-au lipsit 1-2 cadre intermediare, asa ca nu e perfecta imaginea, insa faptul asta e compensat prin rezolutia mare a imaginii si a nivelului de detalii.

Am lasat imaginea alb-negru pentru a semana (oarecum) cu o imagine SEM (Scanning Electron Microscope-Microscop Electronic pe romaneste). Detaliile includ forma evident hexagonala a ochilor individuali.

CLICK pe imagine ca merita !

Cam atat deocamdata cu acest Cerambix. Asta pana mai invat putin sa folosesc softul evident 🙂

Max

12 Decembrie 2011

TEST – 4 Decembrie 2011

Posted in Experimente on December 5, 2011 by maxpho

Astazi, 4 Decembrie, am vizitat (posibil pentru ultima data pe 2011)  Padurea Comana, dupa o pauza de cateva luni bune.

Momentan nu sunt “gata” cu fotografiile de la “fata locului”, insa postez un mic test pe care l-am realizat cu noul setup foto pentru super-macrofotografie. “Super”-ul din fata nu e un suprelativ adresat calitatii imaginilor, ci un “coeficient de augmentare” sa ii spun asa, relevant la factorul de amplificare obtinut. Daca in mod “normal” fotografia MACRO  incepe de la un factor de marire de 1/1, ducandu-se pana la 5/1 (repet-in mod “normal” e valabila fraza anterioara), ei bine “super-macrofotografia” incepe de unde se opreste Macro, si se opreste undeva prin domeniul Microfotografiei (adica fotografia realizata cu microscopul). Nu am vazut pe undeva o catalogare clara si explicita a acestor tipuri de metode fotografice, insa ca si nivel de detaliu, urmand siragul anterior exprimat, valorile in microni (ale celor mai mici detalii obtinute) sunt de ordinul : 20, 10, 1 microni (in lumina exclusiv albastra un micorscop poate atinge si un nivel de detaliu de ordinul a 400-500 nanometrii, dar cam pe aici se opreste optica in ceea ce priveste privitul “in jos” pe scara dimensiunilor).

In ultimii ani, odata cu intrarea pe piata publicului larg a DSLR-urilor (desi se folsea si inainte dar doar de “cunoscatori”), o noua metoda de macro si super-macrofotografie a luat avant pana la modul in care aproape toti amatorii au auzit de ea sau o folosesc. E vorba de metoda obiectivului inversat. Cu alte cuvinte, pentru macro fotografie, se poate folosi un obiectiv relativ normal (chiar unul simplu de kit) dar montat cu lentila frontala indreptata spre senzorului aparatului cu ajutorul unor inele de adaptare. Factorul de marire al acestui sistem este mult mai mare decat daca obiectivul in sine ar fi folosit cu functia Macro (sau setat pe distanta minima de focalizare).

Ei bine, personal am folosit aceasta metoda doar de putine ori, insa fara rezultatele pe care le doream. Preferam un obiectiv de macro “stas”, care e cu mult mai versatil si mai usor de manevrat in teren ori in laborator.

De curand insa m-am hotarat sa reincerc aceasta metoda fotografica, pentru ca nivelul de detalii obtinute in fotografia Macro nu ma mai multumea.

Asa ca am achizitionat un obiectiv Second-Hand (insa in stare excelenta atat optic cat si ca aspect) de care auzisem ca da rezultate foarte bune cu metoda obiectivului inversat. Obiectivul in cauza este un Pentax SMC 2.8/28mm.

Adaptand obiectivul la setup-ul cu care lucram de obicei (si renuntand astfel la obiectiv de macro “stas”) am realizat ca super-macrofotografia cu obiectiv inversat nu este chiar asa de dificila atata timp cat aparatul foto+inele macro+obiectiv nu depasesc o greutate totala de 1.2/1.3kg. Altfel, la o greutate mai mare, si datorita factorului de amplificare ce depaseste usor 8/1 (depinde de setup, chiar 10/1) imaginile sunt extrem de greu de realizat. E ca si cand ai vrea sa faci o poza la o celula tinand microspul si focalizandu-l din mana deasupra lamelei.

Setupul rezultat insa e  usor de manevrat (cu ceva antrenament ce-i drept):

Si o fotografie in care apare si o blenda de difuzie folosita la iluminarea subiectului (blenda e “elicea” alba cu margine neagra, montata pe obiectiv):

Dupa incercarile cu acest setup (pe care le postez mai jos aici pe pagina) am montat si echipamentul cu cel mai mare raport de amplificare (pe care inca nu l-am calculat) pe care i-l pot obtine momentan.

Pe langa piesele enuntate in fotografia anterioara, acum mai apar in imagine si un burduf de macro si un teleconvertor 2x (a disparut insa blenda, dar se foloseste si ea). Din pacate acest setup nu poate fi folosit decat pe stativ si cu subiecti imovabili (sau morti…), asta deoarece are aproximativ 1.6 kg si e destul de incomod de manevrat.

Si ce subiect mai interesant de fotografiat si testat rezolutia sistemului decat un…paianjen capturat chiar azi in Padurea Comana. Zic “capturat” pentru ca l-am luat special pentru fotografie de test. Evident ca o sa fie eliberat intr-un loc cat mai propice lui 😉

E vorba de un mascul de paianjen cu cruce (Araneus diadematus). Primele fotografii sunt realizate cu obiectivul de macro Canon de 100mm si inel de macro de 25 mm. Fotografiile astea doua le postez doar ca termen de comparatie pentru a se observa diferenta in nivelul de detalii dintre macro-fotografie si super-macro-fotografie.

Si fotografia-test realizata cu setup-ul descris mai sus, fotografie care mi-a ocupat 2 ore cu procesarea. Este realizata din suprapunerea zonelor clare din 8 imagini separate, pentru a compensa lipsa DOF-ului (profunzimii).

Cam atat pentru prim-testul cu noul obiectiv si “noua” metoda foto. Poate la anul o sa reusesc sa o si folosesc cu succes pe cativa…”saritori” (salticizi).

Max

4 Decembrie 2011