Holografi - det ... Konceptet, princippet ansøgning

Holografisk billede af i dag i stigende grad brugt. Nogle mener endda, at det kan erstatte de kendte kommunikationsmidler over tid. Lide det eller ej, men nu er det er meget udbredt i forskellige brancher. For eksempel, vi alle er velkendte holografiske klistermærker. En masse producenter bruger dem som et middel til beskyttelse mod forfalskning. Billedet nedenfor viser nogle holografiske klistermærker. Deres ansøgning - en meget effektiv måde at beskytte varer og dokumenter mod forfalskning.

Historien om studiet af holografi

Tre-dimensionelle billede opnået som følge af brydning, begyndte at studere relativt nylig. Men vi kan tale om eksistensen af historien om sin undersøgelse. Dennis Gabor, britisk videnskabsmand, først identificeret i 1948, er det holografi. Denne opdagelse var meget vigtigt, men dens største værdi på det tidspunkt endnu ikke var synlige. Arbejdede i 1950'erne har forskerne lidt under manglen på en lyskilde med en sammenhæng - en meget vigtig funktion for udviklingen af holografi. Den første laser blev fremstillet i 1960. Med denne indretning er det muligt at modtage lys, der har tilstrækkelig sammenhæng. Juris Upatnieks og immet Leith, har amerikanske forskere brugt den til at skabe den første hologram. Med deres hjælp, det opnåede tredimensionelle billeder af objekter.

I de efterfølgende år, studiet fortsatte. Hundredvis af forskningsartikler, der undersøgte begrebet holografi, er siden blevet offentliggjort, og udgivet mange bøger om denne metode. Imidlertid er disse værker rettet til fagfolk og ikke den almindelige læser. I denne artikel vil vi tale om alt tilgængeligt sprog.

Hvad er holografi

Du kan tilbyde følgende definition: holografi - fås ved laseren volumetrisk foto. Men denne definition er ikke helt tilfredsstillende, da der er mange andre typer af tredimensionelle billeder. Men det afspejler den mest betydningsfulde: holografi - en teknisk metode, der giver mulighed for at "record" udseendet af et objekt; det kan hjælpe med at opnå et tredimensionelt billede, der ligner den ægte vare; brugen af lasere har været afgørende for dens udvikling.

Holografi og dens anvendelse

holografi studiehjælp afklare mange af de spørgsmål, der er forbundet med konventionel fotografering. Som en kunst tredimensionelt billede kan endda udfordre sidstnævnte, fordi det giver dig mulighed for at reflektere verden mere præcist og korrekt.

Forskere sommetider udsender æra i menneskehedens historie ved hjælp af kommunikation, som var kendt i visse århundreder. Man kan sige, for eksempel, eksisterende i gamle hieroglyffer i Egypten, af opfindelsen i 1450 af trykpressen. I forbindelse med den observerede i dag teknologiske fremskridt, nye kommunikationsmidler, såsom tv og telefon, besatte en dominerende stilling. Selvom det holografiske princip er stadig i sin vorden, når det kommer til dens anvendelse i medierne, er der grund til at tro, at enheden er baseret på det vil være i stand til at erstatte de kendte kommunikationsmidler i fremtiden, eller i det mindste udvide deres ansøgning.

Science fiction litteratur og populære presse ofte portrætteret holografi i den forkerte, forvrænget lys. De skaber ofte en forkert idé om denne metode. Tre-dimensionelle billede, set for første gang, fascinerende. Men ikke mindre imponerende er den fysiske forklaring af princippet om sine enheder.

Mønstret interferens

Evnen til at se objekter baseret på det faktum, at lysbølger brydes af eller reflekteres fra dem, kommer i vores øjne. Reflekteret lys fra en genstand, kendetegnet ved bølgeform af bølgefronten svarende til formen af objektet. Billede af mørke og lyse striber (eller linjer) oprette to grupper af kohærente lysbølger, der interfererer. Dette danner et volumen holografi. Dataene strimler i hvert tilfælde omfatter en kombination, der kun afhænger af formen af de bølgefronter bølger, som interagerer med hinanden. Sådan et billede kaldes interferens. Det kan fastsættes, for eksempel på en fotografisk plade, hvis du sætter det på et sted, hvor der er en bølge interferens.

De mange forskellige hologrammer

Metode kan du optage (registrere) reflekteres fra objektet bølge foran, og derefter at gendanne den, så beskueren føler, at han ser den ægte vare, og er holografi. Denne effekt, hvilket skyldes det faktum, at den tre-dimensionelle billede opnås i samme omfang som den ægte vare.

Der er mange forskellige typer af hologrammer, hvor det er nemt at blive forvirret. For at afgøre dette, eller den slags, bør indtages fire eller endog fem adjektiver. Fra alle deres sæt, mener vi kun de grundlæggende klasser, der bruger moderne holografi. Men du først nødt til at tale lidt om denne bølge fænomenet diffraktion. At det giver os mulighed for at designe (eller snarere at rekonstruere) bølgefronten.

diffraktion

Hvis en genstand er i vejen for lys, kaster han en skygge. Lette bøjninger omkring objektet, der kommer dels ind i skyggen regionen. Denne effekt kaldes diffraktion. Han er på grund af den bølge lysets natur, men at forklare det er ganske vanskeligt at strengt.

Kun i en meget lille vinkel af lys trænger ind i skyggen regionen, så vi næsten ikke mærke til det. Men hvis der er en flerhed af små forhindringer, afstanden mellem hvilke udgør kun nogle få længder af lys bølge på vej, er denne effekt bliver ganske mærkbar.

Hvis faldet af bølgefronten falder på en stor enkelt forhindring, "falder" den relevante del af det, betyder det ikke påvirker den resterende del af bølgefronten. Hvis der er en masse små forhindringer på sin vej, er det ændret af diffraktion, så spredning af lyset barriere vil have en kvalitativt anderledes bølge foran.

Transformationen er så stærk, at selv lyset begynder at sprede sig i den anden retning. Det viser sig, at diffraktion giver os mulighed for at konvertere den oprindelige bølgefront i en meget forskellig fra den. Således diffraktion - den mekanisme, som vi får den nye bølgefront. Midler former det ved den ovenfor omtales som et diffraktionsgitter. Vi vil fortælle mere om det.

diffraktionsgitter

Dette er en lille plade med en derpå aflejrede tynde parallelle lige streger (linjer). De er anbragt med 1/100 eller endda en tusindedel af en millimeter. Hvad sker der, hvis laserstrålen på vej møder gitteret, som består af en række fuzzy mørke og lyse bånd? En del af det vil passere direkte gennem tremmerne, og nogle - krølle. Således dannede to nye stråler som exit gitteret i en bestemt vinkel til den oprindelige stråle og er placeret på begge sider af den. Hvis man har en laserstråle, for eksempel en plan bølgefront, de to er dannet af siderne af den nye stråle vil også have en plane bølgefronter. Således ved at passere gennem et diffraktionsgitter laserstråle, danner vi to nye bølgefronter (flad). Tilsyneladende kan diffraktionsgitteret blive betragtet som den enkleste eksempel på et hologram.

hologram Registrer

Kendskab til de grundlæggende principper for holografi bør begynde med en undersøgelse af de to plane bølgefronter. Interagerende, danner et interferensmønster, som er registreret på et placeret i samme sted, hvor der var en skærm, fotografisk plade. Denne fase af processen (den første) i holografi kaldes en rekord (eller optagelse) af hologrammet.

Gendan billede

Vi antager, at en af de plane bølger - A, og den anden - V. Nemlig referere bølge, og B - emnet, er der reflekteres fra objektet, hvis billede er fast. Det kan på ingen måde adskiller sig fra referencebølgen. Men ved oprettelse hologrammet er dannet, tredimensionale virkelige objekt betydeligt mere komplekse bølgefront af lys reflekteret fra objektet.

Interferensmønstret, tilvejebragt på en fotografisk film (dvs. et billede af gitteret), - dette er hologrammet. Den kan placeres i banen for den primære referencestråle (laserstråle med et plan bølgefront). I dette tilfælde er begge sider dannes 2 ny bølgefront. Den første af dem er en nøjagtig kopi af objektet bølge foran som udbreder sig i samme retning som den bølge W. Ovenstående trin kaldes det rekonstruerede billede.

Den holografiske proces

Interferensmønstret, som er skabt af to plane sammenhængende bølger er efter optagelse på den fotografiske plade er en anordning, der sikrer at genvinde den anden plane bølger belysning i tilfælde af en af disse bølger. Den holografiske proces, har således følgende trin: registrering og efterfølgende "oplagring" af bølgefronten af målet i form af et hologram (interferensmønster) og dens rekonstituering som helst efter passagen gennem henvisningen bølge hologram.

Emne bølgefront kan faktisk være en hvilken som helst. For eksempel kan det blive reflekteret fra en virkelige objekt, mens hvis det er en sammenhængende henvisning bølge. Fremstillet med vilkårligt to bølgefronter med sammenhængen, interferensmønstret - dette er en enhed, der gør det muligt at konvertere på grund af diffraktion af en af disse fronter i den anden. Det er her, den skjulte nøgle til fænomenet holografi. Dennis Gabor først opdaget denne egenskab.

Observationen billede genereres af hologrammet

I vor tid, det begyndte at blive brugt en særlig anordning til læsning hologrammer - holografiske projektor. Det giver dig mulighed for at konvertere et billede fra to- til tre-dimensionelle. Men for at få vist en simpel hologram, holografiske projektor er ikke nødvendig. Beskriv kort hvordan man skal håndtere sådanne billeder.

At observere elementære hologram billede dannes, er det nødvendigt at placere den i en afstand af 1 m fra øjet. Gennem diffraktionsgitter nødt til at se på, i hvilken retning de plane bølger (restaureret) kommer ud af det. Så hvordan præcis plane bølger ind i øjet på den observatør, et holografisk billede er også flad. Det ser ud til os, som om "blank mur", der jævnt oplyser lys med den samme farve som den tilsvarende laser. Da specifikke tegn denne "Wall" er frataget, er det umuligt at afgøre, hvor langt det er. Det virker som om man ser på den placeret på uendeligt over vægge, men du kan se kun en del af det, der er muligt at se gennem et lille "vindue", der er et hologram. Derfor et hologram - er jævnt belyst overflade, som vi ikke kan se noget fortjener opmærksomhed.

Den diffraktionsgitter (hologram) giver os mulighed for at observere et par enkle effekter. De kan demonstrere brugen af hologrammer og andre typer. Passerer gennem diffraktionsgitteret, lysstrålen er opdelt, danner to nye stråle. Anvendelse laserstråler kan belyse nogen diffraktionsgitter. Strålingen bør være en anden farve, der anvendes i sin optagelse. Vinklen af farven stråle bøjning afhænger af, hvad farve han har. Hvis den er rød (lang bølgelængde) er en sådan stråle bøjet i en større vinkel end den blå stråle, der har den mindste bølgelængde.

Gennem risten kan springe en blanding af alle farver, dvs hvid. I dette tilfælde har hver farvekomponent af hologrammet bøjer under sin egen vinkel. På outputtet spektrum dannes svarende til den oprettede prisme.

Placering af gitterlinierne

Slag af gitteret bør gøres meget tæt på hinanden, at det var mærkbar bøjning af lysstråler. For eksempel til krumningen af den røde stråle ved 20 ° er nødvendigt, at afstanden mellem rillerne ikke overstiger 0,002 mm. Hvis de placerer nærmere, en stråle af lys begynder at bøje endnu mere. For at "skrive" der er behov for en given gitter plade, som kan optage så tynde dele. Endvidere er det nødvendigt til pladen i processen med eksponering og forblev fuldstændig ubevægelig under registreringen.

Billedet kan smurt meget selv ved den mindste bevægelse, så meget, at det ville være helt umulig at skelne. I dette tilfælde ser vi ingen interferens mønster, blot en glasplade over hele overfladen ensartet, sort eller grå. Selvfølgelig, i dette tilfælde, vil ikke spille diffraktion effekter genereret af et diffraktionsgitter.

Transmitterende og reflekterende hologram

Vi har undersøgt diffraktionsgitteret er nævnt som en transmission, fordi det virker i lyset passerer igennem det. Hvis årsagen til gitter linje er ikke på den gennemsigtige plade, og på overfladen af spejlet, får vi en diffraktionsgitter refleksionsevne. Det reflekterer lys i forskellige vinkler i forskellige farver. Følgelig er der to brede klasser af hologrammer - reflekterende og transmitterende. Først observeret i reflekteret lys, og den anden - i forbifarten.