Holografio - ĝi ... La koncepto, principo, aplikaĵo

Holografia bildo de hodiaŭ estas pli kaj pli uzata. Kelkaj eĉ kredas, ke ĝi povas anstataŭigi la konata komunikilo super tempo. Kiel ĝi aŭ ne, sed nun ĝi estas vaste uzata en diversaj industrioj. Ekzemple, ni ĉiuj bone konas holografia pegatinas. Multaj fabrikantoj uzas ilin kiel rimedon por protekto kontraŭ falsado. La foto sube montras iun holografia pegatinas. Ilia aplikaĵo - tre efika maniero de protekti varoj kaj dokumentoj kontraŭ falsado.

La historio de la studo de holografio

Tridimensia bildo akiris rezulte de refracción, komencis studi relative lastatempe. Tamen, ni povas paroli pri la ekzisto de la historio de lia studo. Dennis Gabor, brita sciencisto, unue identigita en 1948, ĝi estas holografio. Tiu malkovro estis tre grava, sed ĝia plej granda valoro en la tempo ankoraŭ ne estis ŝajna. Laboris en la 1950-aj jaroj, esploristoj suferis de la manko de lumfonto havanta kohero - tre grava trajto por la disvolviĝo de holografio. La unua lasero estis fabrikita en 1960. Kun ĉi tiu aparato eblas ricevi lumon havi sufiĉan kohero. Juris Upatnieks kaj immet Leith, usonaj sciencistoj uzis por krei la unuan holograma. Kun ilia helpo akiris tridimensiajn bildojn de objektoj.

En postaj jaroj, la studo daŭris. Centoj da esploro paperoj kiuj ekzamenis la koncepton de holografio, poste estis publikigita, kaj eldonis multajn librojn pri tiu metodo. Tamen, ĉi tiuj verkoj estas adresita al profesiuloj kaj ne la ĝenerala leganto. En ĉi tiu artikolo ni parolos pri io atingebla lingvo.

Kio estas holografio

Vi povas proponi la sekvan difinon: holografio - akiras por la laseron volumétrica foto. Tamen, ĉi tiu difino ne estas tute kontentiga, kiel estas multaj aliaj tipoj de tridimensia bildoj. Tamen, ĝi reflektas la plej signifa: holografio - teknika metodo kiu permesas "rekordon" la apero de objekto; ĝi povas helpi akiri tridimensian bildon kiu similas al la reala afero; la uzo de laseroj estis cruciales por lia disvolviĝo.

Holografio kaj lia apliko

holografio studo helpas klarigi multajn el la problemoj asociitaj kun konvencia fotografio. Kiel belaj artoj tridimensian bildon povas defii la lasta, ĉar ĝi ebligas al vi pripensi la mondon pli precize kaj ĝuste.

Sciencistoj foje elsendas eraon en la historio de la homaro per komunikado, kiuj estis konataj en iuj jarcentoj. Vi povas diri, ekzemple, de ekzistanta en antikva hieroglifoj Egipta, de la invento en 1450 de la presilo. Kunlige kun la observita nuntempe teknologiaj, novaj komunikiloj, kiel televido kaj telefono, okupis regantan pozicion. Kvankam la holografia principo estas ankoraŭ en lia infanaĝo kiam temas ĝia uzo en la amaskomunikiloj, estas kialoj por kredi ke aparato bazita sur ĝi povos anstataŭigi la konata komunikilo en la estonteco, aŭ almenaŭ etendi la amplekson de lia apliko.

Sciencfikcio literaturo kaj populara gazetaro ofte portretita holografio en la malĝusta, distordita lumo. Ili ofte kreos malĝustan ideon pri tiu metodo. Tridimensia bildo, vidita por la unua fojo, fascina. Sed ne malpli impresa estas la fizika klarigo pri la principo de lia aparatoj.

La mastroj de interferencia

La kapablo vidi objektoj surbaze de la fakto, ke lumo ondoj estas refractados per aŭ reflektis de ili, ni eniros en niaj okuloj. Reflektis lumon de objekto karakterizita de ondo formo de la ondo antaŭa responda al la formo de la objekto. Bildo de mallumo kaj lumo strioj (aŭ linioj) kreas du grupoj de kohera lumo ondoj kiuj malhelpas. Tiu formas volumon holografio. La datumoj strioj en ĉiu kazo konsistas el kombinaĵo kiu dependas nur de la formo de la wavefronts ondoj kiuj interagas kun unu la alian. Tia bildo estas nomita enmiksiĝo. Ĝi povas esti fiksita, ekzemple, sur fotografa plato, se vi metis ĝin en loko kie estas ondo enmiksiĝo.

La vario de hologramoj

Metodo permesas gravuri (registri) reflektis de la objekto ondo fronto, kaj poste redoni ĝin por ke la spektanto sentas ke li vidas lin reala, kaj estas holografio. Tiu efiko, kiu estas pro tio, ke la tri-dimensia bildo estas akirita en la sama mezuro kiel la vera afero.

Estas multaj malsamaj tipoj de hologramoj, en kiu ĝi estas facile akiri konfuzita. Por determini ĉi aŭ tiu speco, pasu kvar aŭ eĉ kvin adjektivoj. El ĉiuj siaj aroj, oni konsideras nur la bazaj klasoj kiuj uzas modernajn holografio. Tamen, vi unue bezonas paroli iomete pri tiu ondo fenomeno de difrakto. Tio permesas al ni desegni (aŭ prefere rekonstrui) la Wavefront.

difrakto

Se objekto estas en la vojo de lumo, li ĵetas ombron. Lumo kurbiĝoj ĉirkaŭ la objekto, venanta parte en la ombro regiono. Tiu efiko estas nomita difrakto. Ĝi estas pro la ondo naturo de lumo, sed por klarigi ĝin estas sufiĉe malfacile severe.

Nur en tre malgranda angulo de lumo penetras en la ombron regiono, do ni preskaŭ ne rimarkas ĝin. Tamen, se ekzistas pluralidad de malgrandaj obstakloj, la distanco inter kiuj konsistigas nur kelkajn longaj de la lumo ondo survoje, tiu efiko iĝas tute konata.

Se la falo de la Wavefront falas sur granda ununura obstaklo, "falas" la koncernan parton de ĝi, tio ne influas la restanta areo de la Wavefront. Se estas multaj malgrandaj obstakloj en lia vojo, ĝi estas modifita per difrakto tiel ke la disvastigo de la lumo baro havos kvalite malsamaj ondo fronto.

La transformo estas tiel forta, ke eĉ la lumo komencas diskonigi en la alia direkto. Ĝi rezultas ke la difrakto nin permesas konverti la originalan Wavefront en tre distinga el ĝi. Tiel, difrakto - la mekanismo por kiu ni atingos la novan Wavefront. La aparato priskribita supre formante ĝin, nomata kiel la difrakto kradon. Ni rakontos pli pri ĝi.

difrakto kradon

Tiu estas malgranda telero kun deponita sur maldikaj paralelaj rektaj strekoj (linioj). Ili estas interspacigitaj de centono eĉ milono de milimetro. Kio okazas se la laseron trabon survoje renkontas la krado kiu konsistas el kelkaj nebula malhela kaj hela bandoj? Parto de ĝi pasos rekte tra la stangoj, kaj iuj - buklo. Tiel formis du novajn trabojn kiuj eliro la kradon ĉe certa angulo al la originala radio kaj estas lokita sur ambaŭ flankoj de ĝi. Se oni havas laseron trabon, ekzemple, aviadilo Wavefront, la du formis sur la flankoj de la nova trabo ankaŭ havos planar wavefronts. Tiel, pasante tra difrakto kradon laseron trabon, ni formas du novaj ondo frontoj (ebena). Ŝajne, la difrakto kradon povas esti konsiderata kiel la plej simpla ekzemplo de holograma.

hologramo Register

Kono kun la bazaj principoj de holografio devus komenci studon de ambaŭ aviadilon ondo frontoj. Interagantaj, ili formas interferencia modelo, kiu estas gravurita sur metitaj en la sama loko kie estis ekrano, fotografa plato. Tiu stadio de la procezo (la unua) en holografio nomiĝas rekordon (aŭ registrado) de la holograma.

restarigi bildo

Ni supozas ke unu el la ebenaj ondoj - A, kaj la dua - V. Nome referenci ondo, kaj B - la temo, kiu reflektas de la objekto kies bildo estas fiksita. Ĝi povas neniel diferencas de la referenco ondo. Tamen, al la krei la hologramo estas formita de tri dimensioj reala objekto konsiderinde pli kompleksa Wavefront de lumo reflektis de la objekto.

La enmiksiĝo modelo, provizita sur fotografa filmo (ekzemple, bildo de la krado), - tio estas la holograma. Ĝi povas meti en la vojo de la ĉefa referenco trabo (lasero havanta aviadilon Wavefront). En ĉi tiu kazo, ambaŭ flankoj estas formitaj 2 nova ondo fronto. La unua el ili estas preciza kopio de la objekto ondo antaŭ kiu propagas en la sama direkto kiel la ondo W. La supre paŝo estas nomita la rekonstruita bildo.

La holografia procezo

La enmiksiĝo modelo, kiu estas kreita de du aviadilon kohera ondoj estas post gravuri sur la fotografa plato estas mekanismo permesante reakiri la alia aviadilo ondo lumigado en la kazo de unu el ĉi tiuj ondoj. La holografia procezo, tiel havas la sekvajn paŝojn: registriĝo kaj postaj "stokado" de la ondo antaŭ la objektiva en la formo de holograma (enmiksiĝo skemo) kaj lia reconstitución kiam ajn post la pasejo tra la referenco ondo holograma.

Temo Wavefront povas efektive esti ajna. Ekzemple, ĝi povas esti reflektita de reala objekto, dum se ĝi estas kohera referenco ondo. Formita de ĉiuj du wavefronts havi coherencia, la enmiksiĝo ŝablono - tio estas aparato kiu ebligas al vi konverti pro la difrakto de unu el ĉi tiuj frontoj en la alia. Tie estas kie la kaŝita ŝlosilo al la fenomeno de holografio. Dennis Gabor unua malkovris ĉi proprieto.

La observado bildo generita de la holograma

En nia tempo, ĝi komencis uzi specialan aparato por legi hologramoj - holografia projekciilo. Ĝi permesas vin konverti bildon de du- ĝis tri-dimensia. Tamen, por vidi simplan holograma, holografia projekciilo ne bezonata. Mallonge priskribi kiel pritrakti tiajn bildojn.

Observi la elementa holograma bildo estas formita, necesas meti ĝin je distanco de 1 metro de la okulo. Tra difrakto kradon bezonas rigardi la direkto en kiu la ebenaj ondoj (restarigitaj) venanta el ĝi. Do kiom ĝuste aviadilon ondoj eniras la okulo de la observanto, holográfica bildo estas ankaŭ ebena. Ŝajnas al ni, kvazaŭ "malplenan muron" kiuj egale lumigas la lumo havas la saman koloron kiel la ekvivalenta laseron. Ekde specifaj signoj ĉi "Muro" estas senigita, estas neeble determini kiom multe ĝi estas. Ŝajnas, kvazaŭ vi rigardas la lokita ĉe senfineco sur la muroj, sed vi povas vidi nur parton de ĝi, kiu eblas vidi tra malgranda "fenestro", kiu estas holograma. Sekve, holograma - estas egale lumigis surfaco sur kiu ni ne povas vidi ion ajn meritas atenton.

La difrakto kradon (hologramo) nin permesas observi kelkajn simplajn efektojn. Ili povas montri la uzon de hologramoj kaj aliaj tipo. Kiu pasis sur la difrakto kradon, la fasko de lumo estas disigo, formante du novaj trabo. Uzante lasero traboj povas lumigi ajnan difrakto kradon. La radiado devus esti malsama koloro de tiu uzita en lia registrado. La angulo de la koloro trabo Bending dependas kion koloro li havas. Se ĝi estas ruĝa (la longe ondolongo), tia fasko kliniĝis je pli granda angulo ol la blua trabo, kiu havas la plej malgrandan ondolongo.

Tra la kradon povas salti miksaĵo de ĉiuj koloroj, te blanka. En ĉi tiu kazo, ĉiu koloro komponantoj de la holograma dublas sub lia propra angulo. Je la eligo spektro estas formita simila al la kreita prismo.

Lokigo de la kradon linioj

Strekoj de la kradon estu tre proksimaj unu al la alia, ke tio videbla Bending de lumo radioj. Ekzemple, la curvatura de la ruĝa trabo de 20 ° estas necese, ke la distanco inter la fendoj ne superas 0,002 mm. Se ili meti pli proksime, radio de lumo komencas klini eĉ pli. Por "skribi" difinita krado plado estas bezonata, kiu povas registri tiel maldikaj partoj. Cetere, estas necese plato en la procezo de malkovro kaj restis tute senmova dum registriĝo.

La bildo povas esti ŝmiritaj multe eĉ je la plej eta movado, tiel estas tuj kiam ĝi estus tute nedistingebla. En ĉi tiu kazo, ni vidas neniun enmiksiĝo modelo, nur glason telero super lia tuta surfaco unuforme nigra aŭ griza. Kompreneble, en ĉi tiu kazo, ne ludos difrakto efikoj generitaj de difrakto kradon.

Transsenda kaj reflexiva hologramo

Ni ekzamenis la difrakto kradon estas referita kiel transdonon, ĉar ĝi agas en la lumo pasanta tra ĝi. Se la kaŭzo de la krado linio estas ne sur la travidebla teleron kaj sur la surfaco de la spegulo, ni akiras difrakto kradon reflekteblecon. Ĝi reflektas lumon je malsamaj anguloj de malsamaj koloroj. Laŭe, estas du larĝaj klasoj de hologramoj - reflekta kaj transsenda. Unue observita en reflektis lumon, kaj la dua - preterpase.