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2025-10-17T10:36:03Z

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[[Datei:Bouncing ball strobe edit.jpg|mini|250px|Ein hüpfender Basketball unter Stroboskoplicht betrachtet.]]
Ein '''Stroboskop''' ({{grcS|στρόβιλος|''stróbilos''|de=Wirbel}} und {{lang|grc|σκοπεῖν}} ''skopeĩn'' ‚betrachten, beobachten‘) ist ein [[Blitzgerät]], das Lichtblitze in sehr regelmäßigen zeitlichen Abständen abgibt, wodurch bei dunkler Umgebung Bewegungen abgehackt als eine Abfolge von stehenden Bildern erscheinen.

Mit einer '''Stroboskopscheibe''' (sich drehende Kreissektorblende, siehe auch [[Modulator (Optik)#Chopper|Chopperscheibe]]) kann ein ähnlicher Effekt erreicht werden, wenn sie die Lichtquelle oder das zu betrachtende Objekt verdeckt.

== Grundlagen ==
Das Stroboskop ist auf die Entdeckung des [[Stroboskopeffekt|stroboskopischen Effekts]] zurückzuführen. Dieser Effekt verursacht eine [[optische Täuschung]] für den Menschen, der gemeinhin auf die [[Nachbildwirkung]] auf der menschlichen Netzhaut zurückgeführt wird. 

Ursprünglich war das Stroboskop ein 1832 von [[Simon Ritter von Stampfer]] erfundenes Gerät, das sich des stroboskopischen Effektes zur Animation von Bildern bediente. Er selbst bezeichnete es unter anderem als „stroboskopische Scheiben“, womit er letztlich den Begriff „Stroboskop“ in der Wissenschaft etablieren konnte. Der breiten Masse war das Gerät jedoch als „Zauberscheiben“ oder „[[Phenakistiskop|Lebensrad]]“ bekannt. Es beruht auf der synchronisierten Momentanbetrachtung einer sich kontinuierlich bewegenden Bildfolge.

Die gleichen Begriffe für das (Blitzlicht-)Stroboskop, jene Zauberscheiben oder auch die in der optischen Messtechnik verwendeten Stroboskopscheiben ([[Modulator (Optik)#Chopper|Chopperscheiben]], sich drehende Kreissektorscheiben) sind dadurch begründet, dass es unerheblich für die Wahrnehmung ist, wie die Herauslösung eines Momentanbildes aus einer kontinuierlichen Bewegung erfolgt:
* durch einen Beleuchtungs-Impuls eines ansonsten unbeleuchteten Objektes
* durch das kurzzeitige Freigeben der Betrachtung (periodisch öffnende Blende) eines dauernd beleuchteten Objektes

Stroboskope und Stroboskopscheiben werden synchronisiert mit dem (periodischen) Vorgang oder auch nicht synchronisiert / bei nicht periodischen Vorgängen eingesetzt.

Die Synchronisierung mit periodischen Abläufen erlaubt die Analyse mit hoher Zeitauflösung sowie die Bestimmung einer Phasenverschiebung.

Die nicht synchrone Anwendung dient der Ausblendung von Störsignalen (Chopperscheiben), der Drehzahl- oder der Geschwindigkeitsmessung.

== Anwendungen ==
* Als Lichteffekt wird das Stroboskop in der [[Veranstaltungsbeleuchtung]] eingesetzt, häufig in [[Diskothek]]en oder bei [[Konzert (Veranstaltung)|Konzerten]], aber auch auf privaten Partys.
* Bei Fahrzeugen von [[Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben|Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS)]] wie Feuerwehr, THW oder Rettungsdienst werden Stroboskop-Blitzer als [[Rundumkennleuchte#Blitzleuchte|Blaulicht]] eingesetzt.
* Einsatz als Warnlichter vor besonderer Gefahr – meist in orangegelb – an Straßenfahrzeugen, Kränen, Straßenbaustellen, automatischen Toren, aktivierten Strahlungsquellen (etwa CT).
* Einsatz als Warnlichter – meist weiß – mit der Funktion der Ortsanzeige, auf verankerten [[Boje (Schifffahrt)|Bojen]], [[Poller]]n oder an Küste oder Ufer von Meer, See oder Fluss für die Schifffahrt, auf einer Mastspitze am Hafen zur [[Sturmwarnung]], am Boot/Schiff, sowie als aufschwimmendes Handgerät zur Markierung oder als [[Notsignal|(Not-)Signal]] beim Tauchen und Wassersport.
* An Flugzeugtragflächen (englisch ''strobe''), zur Kenntlichmachung in der Nacht für die Umgebung (Anti-Kollisionslicht).
* Befeuerung von [[Start- und Landebahn|Flughafenlandebahnen]], die durch eine verkettete Blitzabfolge die Landerichtung per Wischeffekt anzeigt.
* In der Hochgeschwindigkeitsfotografie /-film wird Stroboskoplicht eingesetzt, um die Bewegungsunschärfe, etwa bei Aufnahmen für [[Zeitlupe]] oder Bildersequenzen, zu entfernen.
* Medizin: Während eines [[Elektroenzephalografie|EEG]] kann das [[Gehirn]] stimuliert werden, indem der Patient Lichtblitzen von 0,5 bis 30 Hz ausgesetzt wird. In der [[Phoniatrie]] und [[Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde|Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde]] nutzt man den Effekt der [[Stroboskopie]], um die Schwingung der [[Stimmlippe]]n ins Langsame aufzulösen und so Erkrankungen der Stimme zu diagnostizieren (Laryngostroboskopie).
* Industrie: Das Stroboskop wird genutzt, um [[Drehzahl]]en von rotierenden Maschinen zu ermitteln oder Fehler an Maschinen oder Baugruppen sichtbar zu machen (siehe [[Vibrationsprüfung]]).
* Bei [[Ottomotor]]en wird mit Hilfe eines von der Zündung gesteuerten Stroboskops der [[Zündzeitpunkt]] (ein Winkel) ermittelt.
* In der Optosensorik wird das Stroboskop als [[Photodetektor]] dazu verwendet, die Störanfälligkeit zu testen.
* Bei der Geschwindigkeitsmessung an [[Schallplattenspieler]]n wird mit der Netzfrequenz 50 oder 60 Hz verglichen.
* Die Geschwindigkeit eines [[Fernschreiber]]s wird nach diesem Prinzip eingestellt.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.iks.hs-merseburg.de/~iksuser/telematik/TTY/images/lorenz_lo15.pdf |titel=Technische Unterlagen zum Lorenz-Blattschreiber Lo 15 |titelerg=Einstellen der Motordrehzahl |werk=www.iks.hs-merseburg.de |seiten=22 |format=PDF; 9,38 MB |abruf=2016-07-03 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20111130103541/http://www.iks.hs-merseburg.de/~iksuser/telematik/TTY/images/lorenz_lo15.pdf |archiv-datum=2011-11-30 |offline=ja }}</ref>

== Funktion ==
[[Datei:Lichtorgel + Blitzlicht.jpg|mini|300px|[[Lichtorgel]] mit Stroboskop-Blitzlicht]]
Das Blitzlicht-Stroboskop gibt Lichtblitze in sehr regelmäßigen zeitlichen Abständen ab. Ist die Umgebung dunkel genug, wird sich das Auge auf die durch das Stroboskop erzeugte Helligkeit einstellen und daher nur [[Abbild|Bilder]] sehen, wenn ein solcher Blitz die Szenerie beleuchtet. Es entstehen abgehackt erscheinende Bewegungen, die aus einer Abfolge von Bildern bestehen. Bei einer auf eine periodische Bewegung des Objektes synchronisierten Blitzfolge entsteht ein ''stehendes'' Bild – die Einzelbilder sind übereinander.

Weicht die Frequenz der Blitzfolge von derjenigen des beobachteten periodischen Vorganges (Drehung oder Schwingung) um eine geringe Differenz ab, kann man den Vorgang, verlangsamt auf diese Differenzfrequenz, in allen seinen Phasen beobachten.

Beim Einsatz des Stroboskops zur Messung der [[Geschwindigkeit]] muss am zu beobachtenden Gegenstand eventuell eine Marke oder ein regelmäßiges Muster angebracht werden. Bewegt sich jenes in der Zeit zwischen zwei Blitzen um genau eine Rasterweite oder ein ganzzahliges Vielfaches davon weiter, so ist im Licht stets das gleiche Muster zu beobachten, das dann stillzustehen scheint. Sind sowohl das Blitzintervall als auch die Rasterweite bekannt, so kann die Geschwindigkeit aus den pro Intervall vorbeiziehenden Rasterpunkten oder -linien errechnet werden. Hier und auch bei der darauf beruhenden Drehzahlmessung sind Mehrdeutigkeiten möglich. Diese lassen sich weitgehend erkennen und beseitigen, indem eine auf Primzahlverhältnissen beruhende Abfolge zweifarbiger Lichtblitze verwendet wird.<ref>M. Franke: ''Stroboskop mit Fehlererkennung'' In: ''[[Elektropraktiker (Zeitschrift)|Elektropraktiker]].'' 67. Jg., Nr. 12. Huss-Medien, Berlin 2013, {{ISSN|0013-5569}}, S. 961</ref>

Bei der Abstandsbestimmung einer Marke/eines Objektes bei Mehrfachabbildung (siehe Bild des Balles oben) ist dagegen keine Mehrdeutigkeit möglich und die Geschwindigkeit kann direkt aus der bekannten Stroboskopfrequenz und dem realen geometrischen Abstand der Einzelbilder errechnet werden.

Gewöhnliche Blitzlichtstroboskope erzeugen Blitzdauern in der Größenordnung unterhalb einer Millisekunde. Spezielle Geräte können Lichtimpulse bis herab zu wenigen 10 Nanosekunden erzeugen. Zu Unterhaltungszwecken verwendete Stroboskope besitzen meist keinen Synchronisier-Eingang, können jedoch zuweilen durch Signale oder grobe Einstellung der Folgefrequenz beeinflusst werden. Stroboskope für Messzwecke können mit elektrischen Signalen synchron ausgelöst werden und/oder erzeugen eine vorwählbare, exakte Folgefrequenz.

Stroboskopscheiben (Chopper) besitzen oft einen Synchronausgang, an dem bei jeder Umdrehung bei immer gleichem Winkel ein elektrisches Signal abgegeben wird.

Für die Justierung der Drehzahl eines Plattenspielers wird ein am Plattenteller angebrachtes Linienmuster mit einer Glimmlampe oder einer Leuchtdiode beleuchtet, die zum Beispiel ein synchron mit der sehr stabilen [[Netzfrequenz]] moduliertes Licht abgibt. Dadurch werden Abweichungen der Drehzahl als langsame Bewegung des Linienmusters wahrgenommen. So lässt sich am Plattenspieler ein Vor- oder Nachlaufen beobachten und durch Nachregulierung bis zum scheinbaren Stillstand des Linienmusters die korrekte Abspielgeschwindigkeit erreichen.

Bei manchen Menschen, auch solchen, die noch nie zuvor einen [[Epilepsie|epileptischen Anfall]] hatten, können Stroboskopblitze und Ähnliches epileptische Attacken auslösen; siehe hierzu [[Photosensibilität (Neurologie)]].

== Aufbau ==
Lichtblitz-Stroboskope verwenden entweder Xenon-Blitzlampen oder Leuchtdioden als Lichtquelle. Blitzlampen besitzen eine begrenzte Lebensdauer von zum Beispiel 10<sup>8</sup> Blitzen, eine elektrische Blitzenergie um 1 Joule und Folgefrequenzen von selten über 1 kHz. Die Blitzdauer solcher professioneller Geräte der optischen Messtechnik beträgt zum Beispiel 6 Mikrosekunden.<ref>http://www.polytec.de/bv</ref>

Die Xenon-Blitzlampe wird an einem ständig nachgeladenen, die Blitzenergie bereitstellenden Kondensator von wenigen Mikrofarad / einige 100 Volt betrieben, die Triggerung erfolgt über das Zünden der Lampe mittels eines Hochspannungsimpulses (um 10 Kilovolt). Der Zündimpuls wird mit einer kleinen Zündspule und einem [[Thyristor]] erzeugt, der sich seinerseits aus einem kleinen Kondensator speist.

Stroboskope mit Leuchtdioden können wesentlich schnellere Blitzfolgen erzeugen – mit kürzerer Blitzdauer, jedoch nur wesentlich geringerer Blitzenergie.

Zur stroboskopischen Beleuchtung mit [[Infrarot]] für die Beobachtung mit CCD-Kameras können [[Laserdiode]]n beziehungsweise [[Diodenlaser]] verwendet werden. Sie erzeugen hocheffizient (50 %) große Strahlungsleistungen (1 Kilowatt) bei Pulslängen bis herab zu 1 µs oder darunter.

Laserdioden und Leuchtdioden können bei kurzen Impulsen effizienter (höhere Lichtausbeute, höhere gemittelte Lichtstärke) betrieben werden als im kontinuierlichen Betrieb, erreichen aber nur mit sehr viel höheren Kosten vergleichbare Licht-Spitzenleistungen und Impulsenergien wie Xenon-Blitzlampen.

Für [[Chronofotografie|Hochgeschwindigkeitsaufnahmen]] werden als Stroboskop-Lichtquelle auch Impulslaser verwendet, die hohe Spitzenleistungen bei sehr kurzen Pulsen (Nanosekundenbereich) erzeugen können.<ref>{{Webarchiv|url=http://www.oxfordlasers.com/imaging/high_speed |wayback=20110114023236 |text=www.oxfordlasers.com: Kupferdampflaser als Impulslichtquelle }}</ref>

== Zeittafel ==
{{Bildfrequenz |Zeittafel}}

== Siehe auch ==
* [[Stroboskopkuppel]]

== Literatur ==
* Michael Ebner: ''Lichttechnik für Bühne und Disco; Ein Handbuch für Praktiker.'' Elektor-Verlag, Aachen 2001, ISBN 3-89576-108-7.
* Manfred Horst: ''Elektronische Hilfsmittel für Film und Foto.'' Franzis-Verlag, München 1974, ISBN 3-7723-3371-0.
* Wilhelm Gerster: ''Moderne Beleuchtungssysteme für drinnen und draußen.'' Compact Verlag, München 1997, ISBN 3-8174-2395-0.

== Weblinks ==
{{Commonscat|Stroboscopes|Stroboskope}}
{{Wiktionary|Stroboskop}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Elektrische Leuchte]]
[[Kategorie:Diagnostisches Verfahren in Phoniatrie und Pädaudiologie]]
[[Kategorie:Diagnostisches Verfahren in der Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde]]
[[Kategorie:Sicherheitsausrüstung]]
[[Kategorie:Wasserrettung]]

Stroboskop - Versionsgeschichte

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