雷电原理 第九章 雷电监测原理和方法
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241
陈渭民编著
荷中心之间的杂散电容为 C c ，天线与地之间的杂散电容为 C g ，且 C g C c ，云电荷中心与 地之间的电位差为 V。云地电位差沿 C c 、 C g 被分压。 C g 上的电位差是
Vg V
由于 V g Eh
Cc C g Cc
(9.1)
(9.2) Cc 如图 9.4b，测量电路接上天线，测得电位 V，它小于 V g ，这时 RC 电路为天线的负载，假如 R>>C，则在确定 V 时，只需考虑 C 的作用。C 和 C g 构成并联电路，电压为
0A(dEn/dt)，则阻抗器的电压正比于电场的导数。
根据测量要求, 测量电场的感应器有平板型、球形和鞭状等，在地面主要测量大气电场 的垂直分量，感应器采用平板状；为同时测量大气电场的三个分量，感应器作成球型天线。 如果与天线相连的 RC 等效电路如图 9.8 所示, 图中 Ca 是具有有效高度 h 的天线电容, 当
陈渭民编著
第九章 雷电监测原理和方法
雷电的监测方法主要有：目测、照相、电场仪、闪电计数器、光谱仪、脉冲电压记录仪、 卫星闪电探测器、声探测器、雷达探测等。有关声探测和光谱仪已在第八章作了讲述。
§9.1 闪电的照相观测方法
利用照相机对闪电观测是研究闪电的重要工具之一。由照相观测可以测量闪电的时间、 闪电的速度和闪电的结构。早在 19 世纪后期，Hoffert (1889)就利用照相摄影方法观测闪击， 他将照相机作水平快速移动，获取闪电照片，观测闪电变化情况，发现闪击是有分枝的，并 且闪击之间有连续发光存在。并测量两闪击的时间间隔为 1/5～1/10 秒， 这个时间显然是过 大了。到 20 世纪初，法国 Walter（1902~1918）利用一由钟控制的可移动照相机，他精确地 测出了闪击之间的时间，并拍摄了第一次闪击之先导，并观测到第一次闪击是向下分枝的，
239
(c)
镜头 1
镜头 2
图 9.1
Boys 相机观测原理图
陈渭民编著
转，两镜头各向相反的方向移动，由于镜头的高速移动，闪电光不是同时到达底片上，使得 照相底片上感光的闪光发生畸变，但 是这畸变方向是以直径为对称的，镜 头的旋转速度是已知的，所以通过将 两幅图的比较分析， 及一系列处理后， 就可以推断出闪电的方向和速度；并 且可以判断闪电发展的连续相位，从 而得到闪电的结构和发展过程。如图 9.1c 中，假定一个镜头垂直地位于另 一个之上静止观测，则得到一个向下 伸展的闪电放电图像；而当两镜头以 相反方向快速移动时，就会形成如图 所示的两幅图，对于止方镜头，其闪 光成像向右移，对于下方镜头的闪光 成像向左移。为精确测量这些位移， 在图中画直线 q-s-p，然后将照片的两 部分画成如图那样的排列，并使通过 直线的 q-s-p 相应部分彼此平行，测出位移 a～b (图 9.1b) 和 p～q，并将 p～q 减去 aBiblioteka Baidub，得 它们之差，然后除以镜头运动的速度的 2 倍，就得闪光由 a 到 p 的实际时间。由此可以画一 张闪电发展的时间表。博尹斯相相的时间分 辨率可以达到微秒量级，利用该相机成功地 获取了大量地闪结构的照片。由于该相机获 取的闪电照片结构呈波纹状，所以时常将这 种相机称为波纹状相机。至 1929 年博尹斯 又对他的相机作了进一步的改进， 如图 9.2 ， 他将转动相机镜头改为两镜头固定不动，而 照相底片作快速旋转。这有利于提高观测的 稳定性，同时提高观测的精度。 9.1.2 高速线扫描照相机 为观测回击闪电通道径向 （侧向） 变化， Takagi 等制作了一高速扫描照相机，它是对 一般线扫描照相机改进。图 9.3 显示了这种 相机的结构，它的部件有：物镜、图像辅助 （放大）装置、一维荷电耦合器件（CCD） 图像感应器、一个探测器驱动器和一视频放 大器。CCD 图像感应器是由 1024 个高灵敏 度的硅光敏二极管组成的一线性阵列，每一
V Eh
Cc C g
v V
将（9.2）式代入（9.3）式，消去 V 就得
Cc C g Cc C
Cc C g
(9.3)
v Eh
由于 C g C c ，所以上式近似为
C g Cc C Cg Cg C
(9.4)
v Eh
(9.5)
由（9.5）式可见，测得的电压正比于地面电场 E。而其比例系数 hC c /(C g C ) 可以通过计 算或测量确定。实际上， C C g ，故 C 用来控制测量电压大小。R 的作用是使电压 V 有一 时间常数 R（C+Cg） ，或当 C C g 时，时间常数为 RC。如果 RC 大于所要测量的时间 ， 则 R 对测量的影响即可忽略。 根据与天线相连的测量电路的 RC 取值，把对大气电场的测量分为两种情况： （1）静电场计（慢天线） ：取时间常数 RC= 4s，频率响应从直流到 20kHz 以上，有 5
240
26 m 13 m 视 频 放大器 图象放大器 增益=30 倍 350nm~950nm 物镜 闪电通道 1m= （f=50mm， d=4 km） 1024 雷 暴 云
旋转胶片鼓
旋转方向 棱镜
镜头
胶片
图 9.2
具有移动的胶片和固定的光学系统的 Boys 相机
一维 CCD 图象感 应器(1024 象点)
Ca
C0 Vi Eh
R V0
图 9.8 与天线相联的 RC 等效电路
电场变化为 e 伏时, 输出电压为 dV ⁄ dt +V ⁄ RC = Ca h ⁄ C·de ⁄dt 式中 C = Ca + C0 。如果电场强度的变化具有指数形式为 e = Ec [1- exp(-t/) ] (9.7) (9.6)
Cc
V
Cc
平板天线
平板天线
V
h
E
Cg
Vg=Eh Cg C
v
(a) (b) 图 9.4 (a)未接到电子线路上的平板天线, (b)与电子 线路相连的平板天线
地面大气静电场强度可以利用测量天线与大地之间的电压来确定。感应大气电场的天线 可以是平板、或是金属球或垂直的金属导线，如图 9.4 中有一平板天线，天线方向垂直于电 场矢量，平行于地面，即沿着一等位面。假定电场分布均匀，天 线离南面距离为 h 。在天线 没有负载情况下天线附近的电场为 E，而大地和天线之间的电位差是 V g Eh ，天线与云电
+ 12V +12V
C R1 R2 R3
图 9.7 有效阻抗的电阻反馈网电子积分器 243
陈渭民编著
R3R1、 R2， 则有 R R1R2/R3， 并且得到衰减时间常数为 RC=10s。 例如， R1=R2=106， R3=100， 可得 R1010 ， C=10F 。如果在图中的积分电容由阻抗器替代，则流过阻抗器的电流为
1
（9.8）
C Ca
Vm {(1 - r) [ exp (ar – exp (a)]1} h
r =
（9.9）
式中r 是电场变化的时间常数与测量电路时间常数之比, 为
, a = ln[r / (1 - r)] 0
（9.10）
当r 0，对于（9.9）式中的大括号项1，而当r = 0.01 时，其为 1.05。这就是如果要测量 误差不超过 5%，测量电路的时间常数至少必须为电场变化的时间常数的 100 倍。因此，要 达到指数电场变化最大值的上升时间为其时间常数的 5 倍，那么 RC 测量电路就必须具有至 少为上升时间 20 倍的时间常数。 对于垂直天线长度为 L 和半径为 r 的天线电容 Ca 和它的有效高度 h 表示为 Ca = 20r L ln(2 L / r ) h=L/2
§9.2 大气电场和闪电电场的测量
大气电场是大气电学的一个最基本的参数，大气电场的测量也是一个最基本的测量，根 据测量的大气电场可以对大气中的电状况有一个全面的认识，同时也为推算大气中的其它各 大气电学参数提供了一个基本已知量。 9.2.1 静电电场强度测量 在地面测量，早期的电场仪，其输出的是交流信号，信号的大小正比于场强，将这些信 号显示或记录，或经整流给出直流输出。为了确定电场极性则要另加电路。就是在仪器配置 一对板极或栅网，其面积要大于电场仪转动盘的面积，两板间相隔一定距离，并加上电压。 9.2.1.1 大气静电场的平板天线测量方法
式中 Ec 是整个电场变化, 是电场变化的指数衰减时间常数。取测量电路的时间常数0= RC， 则由（9.6）式得到
C V = a h Ec [exp(-t/0) exp(-t/)] 1 C 0
对最大输出电压 Vm 求解, 总电场变化 Ec 为 Ec =
光纤窗
驱动电路 时钟 =10MHz 128s/ scan
数字贮存 8bit 50Msamp/s. 记录器 64 字
图 9.3 高速成线扫描照相机原理图(Takagi 等 1998)
陈渭民编著
光敏二极管的宽度为 13m、长为 26m，所有的光敏二极管与 CDD 移位寄存器相连接。以 约 10MHz 右旋速率驱动感应器，帧速率以约每秒 7800 扫描线，图像放大器对波长由低于 350nm 到 950nm 敏感，并且具有 600nm 的的辐射光到物镜后。图像感应器充足的曝光，调 节图像放大器将放入射光放大 30 倍，并且选择光纤窗的图像器减小光的透射。
A CG R C 电压跟随器 R0 R0
（a）
R A C
（b）
CG 积分器
图 9.5
两种静电场测量天线系统(Krider 等 1975)
个不同的 C 值使电压增益变化范围为 80db， 而 R 值从 107 变到 1011。 由示波器显示输出电压。
242
陈渭民编著
示波器作非同步扫描，每一次扫描较前一次偏离一点，每次扫描时间为 50ms，时间分辨率为 几分之一毫秒。 （2）静电场变化计（快天线） ：取时间常数 RC=70s，频率上限超过 1MHz，可以得到 10s 的时间分辨率。 图 9.5 是两种静电场平板天线系统，对于平板天线的电子积分所提供的积分电压正比于 平板上荷电量，由此与环境电场成比例。在上面图中，电子积分是通过积分电路实现的。在 下面图中积分是通过天线底部处的电容到地进行的。图中 CG 是天线与地面之间的电容, R0 是电缆终端的电阻, 相对大电阻 R 是对于放电积分电容 C, 这样具有时间常数 RC 输出电压趋 向于 0。图 9.5a 和图 9.5b 两系统的上限频率为 1MHz，最低频率为 0.1Hz。 图 9.6 为平放于地面上周围地面建筑合适的具有平板天线电场测量仪，因大气电场在天
a
天 线 积 分 器
双匹配(805) 波形记录器
双线示波器
绝对值放大器
外部 触发
b
天 线 积 分 器
2sec 延迟线
双线示波器
图 9.6
闪电场波记录器方框图(Krider 等 1975)
线上感应的电荷 Q(t)与一电子线路相接，在图中无论是相对地面的电容或电子积分器对平板 天线的电流 dQ/dt。由于垂直于平板的电通量密度分量为 En a=Q/ 0A，而积分后的电压为 V=Q/C，由此得出 V= ( 0A / C ) En，这里 En 是垂直于天线的实际法向电场，积分电容 C 与较 大的阻抗 R 并联， 确定时间常数 RC 和输出讯号，它应当比实际的时间 变化值更大，例如，如果对回击电 场， RC 应是毫秒量级， 如果对整个 闪电， RC 应是秒量级。 在实验室使 用电阻反馈网构成的阻抗器可以得 到很大的有效阻抗 R，由此能得到 时间常数约 10s，图 9.7 为带有一 个有效阻抗的电阻反馈网电子积分 器，图中反馈网的有效阻抗为 R= ( R1R2+R1R3+R2R3) /R3 ； 如 果
圆盘旋转
转轴 透镜 1
向
透镜 2
固定 胶片
(a)
(b)
但是他没有发现先导是梯级的。同时，美国 Larsen（1905）也进行了类似的闪电观测， 测量了闪击之间的时间， 并记录到一次由 40 次闪击组成的闪电，但是分不清箭式先导。 9.1.1 闪电的高速旋转照相法 直至 1926 年博尹斯（Boys）设计的一 种旋转式相机，后来称之 Boys 相机，如图 9.1a，其结构是将两个照相机的镜头分别安 装在一旋转圆盘的一条直径的两端，镜头随 圆盘高速旋转。当观测闪电时，闪电成像于 两镜头后面的静止底片上，由于圆盘快速旋
陈渭民编著
荷中心之间的杂散电容为 C c ，天线与地之间的杂散电容为 C g ，且 C g C c ，云电荷中心与 地之间的电位差为 V。云地电位差沿 C c 、 C g 被分压。 C g 上的电位差是
Vg V
由于 V g Eh
Cc C g Cc
(9.1)
(9.2) Cc 如图 9.4b，测量电路接上天线，测得电位 V，它小于 V g ，这时 RC 电路为天线的负载，假如 R>>C，则在确定 V 时，只需考虑 C 的作用。C 和 C g 构成并联电路，电压为
0A(dEn/dt)，则阻抗器的电压正比于电场的导数。
根据测量要求, 测量电场的感应器有平板型、球形和鞭状等，在地面主要测量大气电场 的垂直分量，感应器采用平板状；为同时测量大气电场的三个分量，感应器作成球型天线。 如果与天线相连的 RC 等效电路如图 9.8 所示, 图中 Ca 是具有有效高度 h 的天线电容, 当
陈渭民编著
第九章 雷电监测原理和方法
雷电的监测方法主要有：目测、照相、电场仪、闪电计数器、光谱仪、脉冲电压记录仪、 卫星闪电探测器、声探测器、雷达探测等。有关声探测和光谱仪已在第八章作了讲述。
§9.1 闪电的照相观测方法
利用照相机对闪电观测是研究闪电的重要工具之一。由照相观测可以测量闪电的时间、 闪电的速度和闪电的结构。早在 19 世纪后期，Hoffert (1889)就利用照相摄影方法观测闪击， 他将照相机作水平快速移动，获取闪电照片，观测闪电变化情况，发现闪击是有分枝的，并 且闪击之间有连续发光存在。并测量两闪击的时间间隔为 1/5～1/10 秒， 这个时间显然是过 大了。到 20 世纪初，法国 Walter（1902~1918）利用一由钟控制的可移动照相机，他精确地 测出了闪击之间的时间，并拍摄了第一次闪击之先导，并观测到第一次闪击是向下分枝的，
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(c)
镜头 1
镜头 2
图 9.1
Boys 相机观测原理图
陈渭民编著
转，两镜头各向相反的方向移动，由于镜头的高速移动，闪电光不是同时到达底片上，使得 照相底片上感光的闪光发生畸变，但 是这畸变方向是以直径为对称的，镜 头的旋转速度是已知的，所以通过将 两幅图的比较分析， 及一系列处理后， 就可以推断出闪电的方向和速度；并 且可以判断闪电发展的连续相位，从 而得到闪电的结构和发展过程。如图 9.1c 中，假定一个镜头垂直地位于另 一个之上静止观测，则得到一个向下 伸展的闪电放电图像；而当两镜头以 相反方向快速移动时，就会形成如图 所示的两幅图，对于止方镜头，其闪 光成像向右移，对于下方镜头的闪光 成像向左移。为精确测量这些位移， 在图中画直线 q-s-p，然后将照片的两 部分画成如图那样的排列，并使通过 直线的 q-s-p 相应部分彼此平行，测出位移 a～b (图 9.1b) 和 p～q，并将 p～q 减去 aBiblioteka Baidub，得 它们之差，然后除以镜头运动的速度的 2 倍，就得闪光由 a 到 p 的实际时间。由此可以画一 张闪电发展的时间表。博尹斯相相的时间分 辨率可以达到微秒量级，利用该相机成功地 获取了大量地闪结构的照片。由于该相机获 取的闪电照片结构呈波纹状，所以时常将这 种相机称为波纹状相机。至 1929 年博尹斯 又对他的相机作了进一步的改进， 如图 9.2 ， 他将转动相机镜头改为两镜头固定不动，而 照相底片作快速旋转。这有利于提高观测的 稳定性，同时提高观测的精度。 9.1.2 高速线扫描照相机 为观测回击闪电通道径向 （侧向） 变化， Takagi 等制作了一高速扫描照相机，它是对 一般线扫描照相机改进。图 9.3 显示了这种 相机的结构，它的部件有：物镜、图像辅助 （放大）装置、一维荷电耦合器件（CCD） 图像感应器、一个探测器驱动器和一视频放 大器。CCD 图像感应器是由 1024 个高灵敏 度的硅光敏二极管组成的一线性阵列，每一
V Eh
Cc C g
v V
将（9.2）式代入（9.3）式，消去 V 就得
Cc C g Cc C
Cc C g
(9.3)
v Eh
由于 C g C c ，所以上式近似为
C g Cc C Cg Cg C
(9.4)
v Eh
(9.5)
由（9.5）式可见，测得的电压正比于地面电场 E。而其比例系数 hC c /(C g C ) 可以通过计 算或测量确定。实际上， C C g ，故 C 用来控制测量电压大小。R 的作用是使电压 V 有一 时间常数 R（C+Cg） ，或当 C C g 时，时间常数为 RC。如果 RC 大于所要测量的时间 ， 则 R 对测量的影响即可忽略。 根据与天线相连的测量电路的 RC 取值，把对大气电场的测量分为两种情况： （1）静电场计（慢天线） ：取时间常数 RC= 4s，频率响应从直流到 20kHz 以上，有 5
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26 m 13 m 视 频 放大器 图象放大器 增益=30 倍 350nm~950nm 物镜 闪电通道 1m= （f=50mm， d=4 km） 1024 雷 暴 云
旋转胶片鼓
旋转方向 棱镜
镜头
胶片
图 9.2
具有移动的胶片和固定的光学系统的 Boys 相机
一维 CCD 图象感 应器(1024 象点)
Ca
C0 Vi Eh
R V0
图 9.8 与天线相联的 RC 等效电路
电场变化为 e 伏时, 输出电压为 dV ⁄ dt +V ⁄ RC = Ca h ⁄ C·de ⁄dt 式中 C = Ca + C0 。如果电场强度的变化具有指数形式为 e = Ec [1- exp(-t/) ] (9.7) (9.6)
Cc
V
Cc
平板天线
平板天线
V
h
E
Cg
Vg=Eh Cg C
v
(a) (b) 图 9.4 (a)未接到电子线路上的平板天线, (b)与电子 线路相连的平板天线
地面大气静电场强度可以利用测量天线与大地之间的电压来确定。感应大气电场的天线 可以是平板、或是金属球或垂直的金属导线，如图 9.4 中有一平板天线，天线方向垂直于电 场矢量，平行于地面，即沿着一等位面。假定电场分布均匀，天 线离南面距离为 h 。在天线 没有负载情况下天线附近的电场为 E，而大地和天线之间的电位差是 V g Eh ，天线与云电
+ 12V +12V
C R1 R2 R3
图 9.7 有效阻抗的电阻反馈网电子积分器 243
陈渭民编著
R3R1、 R2， 则有 R R1R2/R3， 并且得到衰减时间常数为 RC=10s。 例如， R1=R2=106， R3=100， 可得 R1010 ， C=10F 。如果在图中的积分电容由阻抗器替代，则流过阻抗器的电流为
1
（9.8）
C Ca
Vm {(1 - r) [ exp (ar – exp (a)]1} h
r =
（9.9）
式中r 是电场变化的时间常数与测量电路时间常数之比, 为
, a = ln[r / (1 - r)] 0
（9.10）
当r 0，对于（9.9）式中的大括号项1，而当r = 0.01 时，其为 1.05。这就是如果要测量 误差不超过 5%，测量电路的时间常数至少必须为电场变化的时间常数的 100 倍。因此，要 达到指数电场变化最大值的上升时间为其时间常数的 5 倍，那么 RC 测量电路就必须具有至 少为上升时间 20 倍的时间常数。 对于垂直天线长度为 L 和半径为 r 的天线电容 Ca 和它的有效高度 h 表示为 Ca = 20r L ln(2 L / r ) h=L/2
§9.2 大气电场和闪电电场的测量
大气电场是大气电学的一个最基本的参数，大气电场的测量也是一个最基本的测量，根 据测量的大气电场可以对大气中的电状况有一个全面的认识，同时也为推算大气中的其它各 大气电学参数提供了一个基本已知量。 9.2.1 静电电场强度测量 在地面测量，早期的电场仪，其输出的是交流信号，信号的大小正比于场强，将这些信 号显示或记录，或经整流给出直流输出。为了确定电场极性则要另加电路。就是在仪器配置 一对板极或栅网，其面积要大于电场仪转动盘的面积，两板间相隔一定距离，并加上电压。 9.2.1.1 大气静电场的平板天线测量方法
式中 Ec 是整个电场变化, 是电场变化的指数衰减时间常数。取测量电路的时间常数0= RC， 则由（9.6）式得到
C V = a h Ec [exp(-t/0) exp(-t/)] 1 C 0
对最大输出电压 Vm 求解, 总电场变化 Ec 为 Ec =
光纤窗
驱动电路 时钟 =10MHz 128s/ scan
数字贮存 8bit 50Msamp/s. 记录器 64 字
图 9.3 高速成线扫描照相机原理图(Takagi 等 1998)
陈渭民编著
光敏二极管的宽度为 13m、长为 26m，所有的光敏二极管与 CDD 移位寄存器相连接。以 约 10MHz 右旋速率驱动感应器，帧速率以约每秒 7800 扫描线，图像放大器对波长由低于 350nm 到 950nm 敏感，并且具有 600nm 的的辐射光到物镜后。图像感应器充足的曝光，调 节图像放大器将放入射光放大 30 倍，并且选择光纤窗的图像器减小光的透射。
A CG R C 电压跟随器 R0 R0
（a）
R A C
（b）
CG 积分器
图 9.5
两种静电场测量天线系统(Krider 等 1975)
个不同的 C 值使电压增益变化范围为 80db， 而 R 值从 107 变到 1011。 由示波器显示输出电压。
242
陈渭民编著
示波器作非同步扫描，每一次扫描较前一次偏离一点，每次扫描时间为 50ms，时间分辨率为 几分之一毫秒。 （2）静电场变化计（快天线） ：取时间常数 RC=70s，频率上限超过 1MHz，可以得到 10s 的时间分辨率。 图 9.5 是两种静电场平板天线系统，对于平板天线的电子积分所提供的积分电压正比于 平板上荷电量，由此与环境电场成比例。在上面图中，电子积分是通过积分电路实现的。在 下面图中积分是通过天线底部处的电容到地进行的。图中 CG 是天线与地面之间的电容, R0 是电缆终端的电阻, 相对大电阻 R 是对于放电积分电容 C, 这样具有时间常数 RC 输出电压趋 向于 0。图 9.5a 和图 9.5b 两系统的上限频率为 1MHz，最低频率为 0.1Hz。 图 9.6 为平放于地面上周围地面建筑合适的具有平板天线电场测量仪，因大气电场在天
a
天 线 积 分 器
双匹配(805) 波形记录器
双线示波器
绝对值放大器
外部 触发
b
天 线 积 分 器
2sec 延迟线
双线示波器
图 9.6
闪电场波记录器方框图(Krider 等 1975)
线上感应的电荷 Q(t)与一电子线路相接，在图中无论是相对地面的电容或电子积分器对平板 天线的电流 dQ/dt。由于垂直于平板的电通量密度分量为 En a=Q/ 0A，而积分后的电压为 V=Q/C，由此得出 V= ( 0A / C ) En，这里 En 是垂直于天线的实际法向电场，积分电容 C 与较 大的阻抗 R 并联， 确定时间常数 RC 和输出讯号，它应当比实际的时间 变化值更大，例如，如果对回击电 场， RC 应是毫秒量级， 如果对整个 闪电， RC 应是秒量级。 在实验室使 用电阻反馈网构成的阻抗器可以得 到很大的有效阻抗 R，由此能得到 时间常数约 10s，图 9.7 为带有一 个有效阻抗的电阻反馈网电子积分 器，图中反馈网的有效阻抗为 R= ( R1R2+R1R3+R2R3) /R3 ； 如 果
圆盘旋转
转轴 透镜 1
向
透镜 2
固定 胶片
(a)
(b)
但是他没有发现先导是梯级的。同时，美国 Larsen（1905）也进行了类似的闪电观测， 测量了闪击之间的时间， 并记录到一次由 40 次闪击组成的闪电，但是分不清箭式先导。 9.1.1 闪电的高速旋转照相法 直至 1926 年博尹斯（Boys）设计的一 种旋转式相机，后来称之 Boys 相机，如图 9.1a，其结构是将两个照相机的镜头分别安 装在一旋转圆盘的一条直径的两端，镜头随 圆盘高速旋转。当观测闪电时，闪电成像于 两镜头后面的静止底片上，由于圆盘快速旋