Биология

      Ученые, исследующие окружающий нас мир, активно используют в своих исследованиях последние достижения науки и техники. Таким образом, подавляющее большинство задач, которые ставятся перед скоростной видеосъемкой, относится к научным исследованиям.

     Быстропротекающие процессы, с которыми приходится сталкиваться во время научных исследований, протекают за сотые или тысячные доли секунды. Использование высокоскоростных (до 100000 кадров/с) видеокамер позволяет увидеть на экране компьютера явления, незаметные для глаза и не воспринимаемые обычными телевизионными камерами, а новое программное обеспечение дает возможность контроля и анализа движения в плоскости и пространстве.

Вот некоторые результаты исследований, полученные с помощью скоростных видеокамер:

Немного про бабочек...

"...По всем законам физики бабочки летать не должны. А они летают. Мало того, они прекрасные летуны: способны делать петли, стремительно взмывать вверх, красиво пикировать, словом демонстрировать чудеса высшего пилотажа. Кроме того, некоторые виды совершают перелёты на сотни и даже тысячи километров со скоростью, превышающей пятьдесят километров в час. Объяснить принцип полёта бабочек помогла скоростная съёмка. Кадры показали, что во время полёта крылья бабочки сначала поднимаются вверх и смыкаются в пластинку, затем распахиваются во всю ширь и смыкаются под брюшком. Во всех этих естественных движениях учёные подсмотрели одну особенность. Когда крылья поднимаются вверх, смыкание происходит не всей плоскостью, а волной, движущейся от передней кромки крыла к задней. А между задними кромками крыльев над брюшком насекомого образуется канал с правильным овальным сечением. Именно через этот канал крылья с силой выталкивают зажатую струю воздуха и, подобно выхлопным газам, выбрасываемым из сопла реактивного двигателя, толкают бабочку вперёд....."

Под водой....

"...Омары и многие другие ракообразные ощущают запахи раздвоенными усиками-антеннулами. На наружной стороне одного из их концов расположена щетка волосков, чувствительных к химическим веществам. Они и генерируют нервный импульс, когда на них садится какая-нибудь значимая молекула.
Внимание исследователей привлекло то, что омары постоянно взмахивают антеннулами. Сначала ученые с помощью скоростной съемки записали, как движутся антеннулы омаров, определили параметры взмахов: скорость, частоту, амплитуду, углы. Затем создали модель - механического омара, который шевелил усиками, как настоящий. Его корпус сделали из залитого эпоксидной смолой панциря карибского игольчатого омара, у которого позаимствовали и антеннулы длиной 8--10 сантиметров. Ими "взмахивал" моторчик, управляемый компьютером.
Удалось выяснить, что во время резкого удара антеннул вниз молекулы успевают проникнуть в промежутки между волосками. Обратное движение происходит медленнее, и вода не вымывает попавшее вещество. В это время омар проводит химический анализ порции воды. При следующем взмахе отбор пробы повторяется....."

Кошки...

" В 1960 году американец Д.Макдональд применил скоростную съемку со скоростью 1500 кадров в секунду для выяснения поведения кошки, брошенной с высоты 15-20 см, когда полет занимает только 0,1 секунды. Выяснилось, что когда исследователь подбрасывал кошку вверх, она летела вверх лапами до высшей точки полета, только там совершала свое сальто. Оказалось, что на лапы падают котята, которые только начали бегать, то есть, в возрасте 3-4 недель.

Все силы, действующие на падающую кошку, уравновешены. С самого начала кошка поворачивает переднюю часть туловища в сторону, чаще всего, вправо. Одновременно она подтягивает передние лапы к голове, а задние, наоборот, отводит подальше от тела. Эта операция компенсируется небольшим поворотом задней части в противоположном направлении. Таким образом, передняя часть корпуса обращенв вниз, и животное видит, куда ей стоит приземлиться. Задние кошачьи лапы растопырены, что приводит к тому, что ее момент инерции соизмерим с моментом инерции передней части, у которой лапы прижаты к голове. В финальной фазе кошка выставляет вперед передние лапы, останавливает вращение тела. Задние лапы вытягиваются в одну линию с корпусом, затем вместе с телом доворачиваются до положения передней и также принимают предпосадочную позу. При окончательном повороте кошка выгибает спину. Интересно, что кошка, брошенная "солдатиком" не в состоянии приземлиться на все четыре лапы..."

В данном разделе Вы можете ознакомится со съемками, которые были сделаны камерами Photron.