Holografie - dit ... Die konsep, beginsel, aansoek

Holografiese beeld van vandag word toenemend gebruik. Sommige mense moet selfs van mening dat dit die bekende manier van kommunikasie kan vervang met verloop van tyd. Soos dit of nie, maar nou is dit is wyd gebruik word in verskeie industrieë. Byvoorbeeld, ons almal is vertroud holografiese plakkers. Baie vervaardigers te gebruik as 'n middel van beskerming teen vervalsing. Die onderstaande foto toon 'n paar holografiese plakkers. Hul aansoek - 'n baie doeltreffende manier om van die beskerming van goedere en dokumente teen vervalsing.

Die geskiedenis van die studie van holografie

Drie-dimensionele beeld verkry as gevolg van refraksie, begin relatief onlangs bestudeer. Tog kan ons praat van die bestaan van die geskiedenis van die studie. Dennis Gabor, Britse wetenskaplike, eerste geïdentifiseer in 1948, dit is holografie. Hierdie ontdekking was baie belangrik, maar sy grootste waarde op daardie tydstip was nog nie duidelik. Gewerk in die 1950's, het navorsers gely het van die gebrek aan 'n ligbron met 'n samehang - 'n baie belangrike funksie vir die ontwikkeling van holografie. Die eerste laser vervaardig in 1960. Met hierdie toestel is dit moontlik om lig voldoende samehang ontvang. Juris Upatnieks en immet Leith, het Amerikaanse wetenskaplikes dit gebruik word om die eerste hologram skep. Met hul hulp verkry dit drie-dimensionele beelde van voorwerpe.

In die daaropvolgende jaar, die studie voortgesit. Honderde navorsingsartikels wat die konsep van holografie ondersoek, is sedertdien gepubliseer, en gepubliseer baie boeke oor hierdie metode. Tog is hierdie werke aan professionele mense en nie die algemene leser. In hierdie artikel sal ons praat oor alles toeganklike taal.

Wat is holografie

Jy kan die volgende definisie bied: holografie - word verkry deur die laser volumetriese foto. Maar hierdie definisie is nie heeltemal bevredigend, want daar is baie ander vorme van drie-dimensionele beelde. Maar dit weerspieël die belangrikste: holografie - 'n tegniese metode wat na "rekord" die voorkoms van 'n voorwerp laat; dit kan jou help om te kry 'n drie-dimensionele beeld wat lyk soos die ware jakob; die gebruik van lasers het van kardinale belang vir die ontwikkeling daarvan nie.

Holografie en die toepassing daarvan

holografie studie help verduidelik baie van die kwessies wat verband hou met konvensionele fotografie. As 'n fyn kuns drie-dimensionele beeld kan selfs laasgenoemde uit te daag, want dit laat jou toe om die wêreld meer akkuraat en korrek te weerspieël.

Wetenskaplikes soms uitstraal era in die geskiedenis van die mensdom deur middel van kommunikasie, wat in sekere eeue bekend is. Jy kan sê, byvoorbeeld, van bestaande in antieke hiërogliewe van Egipte, van die uitvinding in 1450 van die drukpers. In verband met deesdae die waargeneem tegnologiese vooruitgang, nuwe manier van kommunikasie, soos TV en telefoon, beset 'n dominante posisie. Hoewel die holografiese beginsel is nog in sy kinderskoene wanneer dit kom by die gebruik daarvan in die media, is daar rede om te glo dat toestel wat gebaseer is op dit in staat is om die bekende manier van kommunikasie te vervang in die toekoms, of ten minste uit te brei die omvang van hul aansoek sal wees.

Wetenskap fiksie literatuur en populêre pers dikwels uitgebeeld holografie in die verkeerde, verwring lig. Hulle skep dikwels 'n verkeerde idee oor hierdie metode. Drie-dimensionele beeld, gesien vir die eerste keer, fassinerende. Maar nie minder indrukwekkend is die fisiese verduideliking van die beginsel van die toestelle.

Die interferensiepatroon

Die vermoë om voorwerpe wat gebaseer is op die feit dat liggolwe word gebreek deur of weerkaats van hulle sien, kry in ons oë. Weerkaatste lig vanaf 'n voorwerp wat gekenmerk word deur golf vorm van die golffront wat ooreenstem met die vorm van die voorwerp. Beeld van donker en lig strepe (of lyne) te skep twee groepe van samehangende liggolwe wat inmeng. Dit vorm 'n volume holografie. Die data stroke in elke geval behels 'n kombinasie wat slegs afhanklik is van die vorm van die golffronte golwe wat in wisselwerking met mekaar. So 'n prentjie staan bekend as inmenging. Dit kan vasgestel word, byvoorbeeld, op 'n fotografiese plaat, as jy sit dit in 'n plek waar daar 'n golf inmenging.

Die verskeidenheid van hologramme

Metode laat jou toe om aan te teken (registreer) weerspieël van die voorwerp golffront, en dan om dit te herstel sodat die kyker voel dat hy die ware jakob sien, en is holografie. Hierdie effek, wat as gevolg van die feit dat die drie-dimensionele beeld verkry word in dieselfde mate as die ware jakob.

Daar is baie verskillende tipes van hologramme, waarin dit is maklik verward te kry. Met die oog op die een of ander soort te bepaal, moet verteer word vier of selfs vyf adjektiewe. Van al hul stelle, oorweeg ons net die basiese klasse wat moderne holografie gebruik. Maar, moet jy eers 'n bietjie praat oor hierdie golf verskynsel van diffraksie. Dat dit ons in staat stel om te ontwerp (of eerder om te rekonstrueer) die golffront.

diffraksie

As 'n voorwerp is in die pad van die lig, werp hy 'n skaduwee. Lig draaie rondom die voorwerp, kom deels in die skaduwee streek. Hierdie effek staan bekend as diffraksie. Hy is te danke aan die golfgeaardheid van lig, maar om te verduidelik dit is baie moeilik om streng.

Net in 'n baie klein hoek van die lig dring in die skaduwee streek, sodat ons byna nie agterkom nie. Maar as daar 'n pluraliteit van klein struikelblokke, die afstand tussen wat neerkom op net 'n paar lengtes van die liggolf op pad, hierdie effek word nogal opvallend.

As die val van die golffront val op 'n groot enkele struikelblok, "val" die relevante deel van dit, wat geen invloed op die res van die gebied van die golffront. As daar is 'n baie klein struikelblokke in sy pad, is dit aangepas deur diffraksie sodat die verspreiding van die lig versperring 'n kwalitatief verskillende golffront sal hê.

Die transformasie is so sterk dat selfs lig begin te versprei in die ander rigting. Dit blyk dat die diffraksie stel ons in staat om die oorspronklike golffront omskep in 'n baie duidelike daaruit. So, diffraksie - die meganisme waardeur kry ons die nuwe golffront. Die hierbo beskryf deur die vorming van dit toestel, waarna verwys word as 'n diffraksierooster. Ons sal meer daaroor vertel.

diffraksierooster

Dit is 'n klein plaat met 'n gedeponeer daarop dun parallelle reguit houe (lyne). Hulle is uitmekaar gespasieer deur honderdste of selfs 'n duisendste van 'n millimeter. Wat gebeur as die laserstraal op pad ontmoet die rooster wat bestaan uit 'n aantal fuzzy donker en helder bande? Deel daarvan sal direk slaag deur die tralies, en 'n paar - krul. So gevorm twee nuwe bundels wat uitgang die rooster op 'n sekere hoek met die oorspronklike bundel en is geleë aan beide kante van dit. As 'n mens 'n laserstraal, byvoorbeeld, 'n vliegtuig golffront, die twee gevorm deur die kante van die nuwe bundel sal ook 'n planêre golffronte. Dus, deur dit deur 'n diffraksierooster laserstraal, vorm ons twee nuwe golffronte (plat). Blykbaar, kan die diffraksierooster word beskou as die eenvoudigste voorbeeld van 'n hologram.

hologram Register

Vertroudheid met die basiese beginsels van holografie moet begin met 'n studie van die twee vliegtuig golffronte. Interaksie, vorm hulle 'n interferensiepatroon, wat aangeteken op 'n geplaas in dieselfde plek waar daar was 'n skerm, fotografiese plaat. Hierdie stadium van die proses (die eerste) in holografie is bekend as 'n rekord (of opname) van die hologram.

beeld te herstel

Ons aanvaar dat een van die vliegtuig golwe - A, en die tweede - V. Naamlik verwysing golf, en B - die onderwerp, wat weerspieël word uit die voorwerp waarvan die beeld is vasgestel. Dit kan op geen manier verskil van die verwysing golf. Maar wanneer die skep van die hologram is gevorm driedimensionele werklike voorwerp aansienlik meer kompleks golffront van lig weerkaats van die voorwerp.

Die interferensiepatroon, wat op 'n fotografiese film (dit wil sê, 'n beeld van die traliewerk), - dit is die hologram. Dit kan in die pad van die primêre verwysing balk (laserstraal met 'n vliegtuig golffront) geplaas word. In hierdie geval, is beide kante gevorm 2 nuwe golffront. Die eerste van hulle is 'n presiese kopie van die voorwerp golffront wat voortplant in dieselfde rigting as die golf W. Bogenoemde stap die gerekonstrueerde beeld genoem.

Die holografiese proses

Die interferensiepatroon, wat is geskep deur twee vliegtuig samehangende golwe is na die opname op die fotografiese plaat is 'n toestel toe te laat om die ander vliegtuig golf verligting te herstel in die geval van een van hierdie golwe. Die holografiese proses, het dus die volgende stappe: registrasie en die daaropvolgende "stoor" van die golf voor die doelwit in die vorm van 'n hologram (interferensiepatroon) en sy hersamestelling te eniger tyd na die deurgang deur die verwysing golf hologram.

Onderhewig golffront kan eintlik enige. Byvoorbeeld, kan dit weerspieël word uit 'n werklike voorwerp, terwyl as dit 'n samehangende verwysing golf. Gevorm deur enige twee golffronte wat samehang, die interferensiepatroon - dit is 'n toestel wat jou toelaat om te sit as gevolg van die diffraksie van een van hierdie fronte in die ander. Dit is hier waar die verborge sleutel tot die verskynsel van holografie. Dennis Gabor die eerste keer ontdek hierdie eiendom.

Die beeld waarneming gegenereer deur die hologram

In ons tyd, dit begin met 'n spesiale toestel wat gebruik word vir die lees van hologramme - holografiese projektor. Dit laat jou toe om 'n beeld te omskep van twee- tot drie-dimensionele. Maar om 'n eenvoudige hologram sien, holografiese projektor is nie nodig nie. Beskryf kortliks hoe om te gaan met sulke beelde.

Om waar te neem beeld die basiese hologram is gevorm, is dit nodig om dit te plaas op 'n afstand van 1 meter van die oog. Deur diffraksie moet traliewerk om te kyk na die rigting waarin die vliegtuig golwe (herstel) uit te kom van dit. So hoe presies vlakgolwe betree die oog van die waarnemer, 'n holografiese beeld is ook plat. Dit lyk of ons asof "leeg muur" wat eweredig die lig met dieselfde kleur as die ooreenstemmende verlig laser. Sedert spesifieke tekens hierdie "Wall" ontneem, is dit onmoontlik om te bepaal hoe ver dit is. Dit wil voorkom asof jy kyk na die geleë op oneindig meer as die mure, maar jy kan net 'n deel van dit, wat dit moontlik om te sien deur middel van 'n klein "venster" wat is 'n hologram sien. Dus, 'n hologram - is eweredig verligte oppervlak waarop ons niks werd aandag kan sien.

Die diffraksierooster (hologram) stel ons in staat om 'n paar eenvoudige effekte waarneem. Hulle kan die gebruik van hologramme en ander tipe demonstreer. Wat deur die diffraksierooster, die ligstraal is verdeel, die vorming van twee nuwe bundel. Die gebruik van laserstrale kan enige diffraksierooster verlig. Die bestraling moet 'n ander kleur van wat gebruik word in sy opname wees. Die hoek van die kleur balk buiging hang af van watter kleur hy het. As dit is rooi (die lang-golflengte), is so 'n bundel gebuig teen 'n groter hoek as die blou bundel, wat die kleinste golflengte het.

Deur die traliewerk 'n mengsel van alle kleure kan slaan, dit wil sê wit. In hierdie geval, elke kleur komponent van die hologram buig onder sy eie hoek. By die uitset spektrum is soortgelyk aan die geskape prisma gevorm.

Plasing van die traliewerk lyne

Beroertes van die traliewerk moet baie naby aan mekaar dat dit opvallend buiging van lig strale word. Byvoorbeeld, om die kromming van die rooi balk met 20 ° is noodsaaklik dat die afstand tussen die groewe nie meer as 0,002 mm. As hulle van naderby te plaas, 'n straal van lig begin om nog meer te buig. Ten einde "skryf" 'n gegewe rooster plaat is nodig, wat so dun dele kan teken. Verder, is dit nodig om die bord in die proses van blootstelling en gebly heeltemal bewegingloos tydens registrasie.

Die prentjie kan veel word gesmeer selfs by die geringste beweging, soveel so dat dit heeltemal ononderskeibaar sou wees. In hierdie geval, sien ons geen interferensiepatroon, net 'n glasplaat oor sy hele oppervlak egalig swart of grys. Natuurlik, in hierdie geval, sal nie diffraksie-effekte wat deur 'n diffraksierooster speel.

Bren en reflektiewe hologram

Ons het die diffraksierooster word na verwys as 'n oordrag ondersoek, want dit dien in die lig wat daardeur loop. As die oorsaak van die rooster lyn is nie op die deursigtige plaat, en op die oppervlak van die spieël, kry ons 'n diffraksierooster reflektiwiteit. Dit weerspieël die lig teen verskillende hoeke van verskillende kleure. Gevolglik is daar twee breë klasse van hologramme - reflektiewe en bren. Eerste waargeneem in weerkaatste lig, en die tweede - in die verbygaan.