Holografie - to ... Predstava, princíp, aplikácie

Holografický obraz dnešného dňa sa stále používa. Niektorí sa dokonca domnievajú, že môže nahradiť známych komunikačných prostriedkov v priebehu času. To páči alebo nie, ale teraz to je široko používaný v rôznych priemyselných odvetviach. Napríklad, všetci z nás sú známe holografické samolepky. Mnoho výrobcov ich použitie ako prostriedku na ochranu proti falšovaniu. Na fotografii nižšie ukazuje niektoré holografické samolepky. Ich aplikácia - veľmi efektívny spôsob, ako chrániť tovar a dokumentov proti falšovaniu.

História štúdia holografie

Trojrozmerný obraz získaný v dôsledku lomu, začal študovať relatívne nedávno. Avšak, my môžeme hovoriť o existencii histórie jej štúdia. Dennis Gabor, britský vedec, prvýkrát identifikovaný v roku 1948, je to holografie. Tento objav bol veľmi dôležitý, ale jeho najväčšia hodnota v tom čase ešte nebol zrejmý. Pracoval v roku 1950, výskumníci trpeli nedostatkom svetelného zdroja, ktorý má súdržnosť - veľmi dôležitú funkciu pre rozvoj holografie. Prvý laser bol vyrobený v roku 1960. Pomocou tohto zariadenia je možné, že prijíma svetlo, ktorý má dostatočnú súdržnosť. Juris Upatnieks a immet Leith, americkí vedci používajú na vytvorenie prvej hologram. S ich pomocou získal trojrozmerné obrazy predmetov.

V nasledujúcich rokoch, štúdie pokračovať. Stovky výskumných prác, ktoré sledovali koncept holografie, od tej doby bola publikovaná, a publikoval mnoho kníh o tejto metóde. Avšak, tieto práce sú určené pre odborníkov, a nie bežného čitateľa. V tomto článku sa budeme hovoriť o všetkom zrozumiteľne.

Čo je to holografie

Môžete ponúknuť túto definíciu: holografie - bol získaný fotografiu laser objemového. Avšak, táto definícia nie je celkom uspokojivý, pretože existuje mnoho ďalších typov trojrozmerných obrazov. Avšak, to odráža najvýznamnejšie: holografie - technickú metódu, ktorá umožňuje "záznam" vzhľad objektu; to môže pomôcť získať trojrozmerný obraz, ktorý vyzerá ako skutočná vec; Použitie laserov bola rozhodujúca pre jeho rozvoj.

Holografie a jej aplikácie

holografie štúdie pomáha objasniť mnohé otázky spojené s bežnou fotografiu. Ako výtvarnom umení trojrozmerný obraz môže dokonca napádať druhé, pretože umožňuje, aby odrážali svet presnejšie a správne.

Vedci niekedy vyžarujú éra v dejinách ľudstva komunikačných prostriedkov, ktoré boli v niektorých storočiach známe. Môžete povedať napríklad existovať v dávnych hieroglyfov z Egypta, podľa tohto vynálezu v roku 1450 tlačiarenského lisu. V súvislosti s pozorovanými v súčasnej dobe technologického pokroku, nových komunikačných prostriedkov, ako je TV a telefónom, dominantné postavenie. Hoci princíp Holografický je stále ešte v plienkach, pokiaľ ide o jeho použití v médiách, nie je dôvod sa domnievať, že prístroj na jej základe budú môcť nahradiť známych komunikačných prostriedkov v budúcnosti, alebo aspoň rozšíriť rozsah ich použitia.

Sci-fi literatúry a populárne tlač často zobrazovaní holografie v zlom, skreslené svetla. Oni často vytvárajú zlú predstavu o tejto metóde. Trojrozmerný obraz, videl prvýkrát, fascinujúce. Ale nemenej pôsobivá je fyzikálna vysvetlenie princípu svojich zariadení.

interferenčné obrazec

Schopnosť vidieť objekty na základe skutočnosti, že svetelné vlny sú lomené alebo odráža sa od nich, dostať sa do našich očí. Odrazené svetlo od objektu, vyznačujúci sa tým tvaru vlny z čela vlny, ktorá zodpovedá tvaru objektu. Obrázok tmavých a svetlých pruhov (alebo liniek) vytvoriť dve skupiny koherentných svetelných vĺn, ktoré interferujú. To vytvára objem holografie. Dátové lišty v každom prípade obsahovať kombináciu, ktorá závisí len na tvare čela vĺn vĺn, ktoré sa navzájom ovplyvňujú. Takýto obraz sa nazýva interferencie. To môže byť pevné, napríklad na fotografické doske, ak ste to v mieste, kde dochádza k rušeniu vĺn.

rozmanitosť hologramov

Metóda umožňuje nahrávať (zaregistrovať) odrazeného od vlny pred objektom, a potom ho obnoviť, aby mal divák pocit, že vidí skutočné veci, a je holografie. Tento efekt, čo je spôsobené tým, že trojrozmerný obraz je získaný v rovnakom rozsahu ako skutočná vec.

Existuje mnoho rôznych typov hologramov, u ktorých je ľahké sa dostať zmätený. Na určenie toho či onoho druhu, by mali byť konzumované štyri alebo dokonca päť adjektíva. Zo všetkých svojich setov, vezmeme do úvahy iba základné triedy, ktorá využíva modernú holografie. Avšak, musíte najprv hovoriť trochu o tejto vlnovej fenomén difrakcia. Že nám umožňuje navrhnúť (alebo skôr k rekonštrukcii) čela vlny.

difrakcie

Ak je objekt v ceste svetla, vrhá tieň. Ľahké ohýba okolo objektu, prichádzajúce čiastočne do tieňa regiónu. Tento efekt sa nazýva difrakcia. Ten je vzhľadom k vlnovej povahy svetla, ale vysvetliť, že je pomerne ťažké presne.

Len vo veľmi malom uhle svetla preniká do tieňa regiónu, takže sme skoro si to nevšimla. Avšak, ak existuje množina malých prekážok, vzdialenosť medzi ktoré predstavujú len niekoľko dĺžok svetelné vlny na svojej ceste, tento efekt sa stáva celkom nápadný.

V prípade, že pád čelom vlny pripadá na jeden veľký prekážkou, "spadne" príslušná časť, ktorá nemá vplyv na zostávajúce plochu čelom vlny. Ak existuje veľa malých prekážok v ceste, je modifikovaný difrakcie, takže šírenie svetelné závory budú mať kvalitatívne inú vlnovú front.

Transformácia je tak silná, že ani svetlo začína šíriť v opačnom smere. Ukazuje sa, že difrakčné nám umožňuje premeniť pôvodné čelom vlny vo veľmi odlišný od toho. To znamená, difrakcia - mechanizmus, ktorým sa dostaneme nový čelom vlny. Zariadenie popísané vyššie tým, že ho tvoria, označované ako difrakčné mriežka. Povieme viac o tom.

difrakčné mriežka

Jedná sa o malý tanier s nanesených tenkými rovnobežnými rovnými ťahy (linky). Sú od seba vzdialené o stotinu alebo dokonca tisíciny milimetra. Čo sa stane v prípade, že laserový lúč na svojej ceste stretne s mriežkou, ktorá sa skladá z radu fuzzy tmavých a svetlých pásom? Súčasťou tohto zákona bude prechádzať priamo cez mreže, a niektoré z nich - lokne. Takto vytvorené dve nové nosníky, ktoré vytekajú z mriežka v určitom uhle k pôvodnému nosníka a sú umiestnené po oboch stranách jeho. Ak jeden má laserový lúč, napríklad, lietadlo čelom vlny, dvaja sa tvoril po stranách nového zväzku budú mať rovinný čela vĺn. Tak, priechodom cez difrakčné mriežky laserového lúča, vytvoríme dve nové čela vlny (plochý). Zdá sa, že difrakčné mriežka môže byť považovaná za najjednoduchšiu príklad hologramu.

hologram Register

Zoznámenie so základnými princípmi holografie by mal začínať štúdiu dvoch roviny vĺn frontoch. Interagujúce, tvoria interferenčné obrazec, ktorý je zaznamenávaná na umiestnený na rovnakom mieste, kde došlo k obrazovke, fotografickú dosku. Tento stupeň spôsobu (prvý) v holografie sa nazýva záznam (alebo záznam) hologramu.

obnoviť obrázok

Domnievame sa, že jedným z rovinných vĺn - A, a druhý - V. Menovite referenčné vlny, a B - predmet, ktorý sa odráža od predmetu, ktorého obraz je pevná. Je možné v žiadnom prípade sa líši od referenčného vlny. Avšak, pri vytváraní hologramu je vytvorený trojrozmerný skutočný objekt podstatne zložitejšie čelom vlny svetla odrazeného od objektu.

Interferenčné obrazec, za predpokladu, na fotografický film (tj obraz roštu), - to je hologram. Môže byť umiestnený v dráhe primárneho referenčného zväzku (laserový lúč, ktorý má rovinný čelo vlny). V tomto prípade, obe strany sú tvorené 2 nové vlnoplôch. Prvý z nich je presnou kópiou objektu čela vlny, ktoré sa šíria v rovnakom smere, ako je vlna W. Vyššie uvedený krok sa nazýva rekonštrukciu obrazu.

holografický proces

Interferenčné obrazec, ktorý je vytvorený dvoma rovinnými koherentných vĺn je po zázname na fotografické doske je zariadenie umožňujúce získať späť na druhú rovinnú vlnu osvetlenie v prípade jedného z týchto vĺn. Holografický proces, tak má nasledujúce kroky: registrácia a následné "ukladanie" vlnovej Pred objektívom vo forme hologramu (interferujúceho obrazce) a jeho rozpustení kedykoľvek po priechode referenčnej vlnovej hologramu.

Podlieha wavefront môže byť v skutočnosti existuje. Napríklad sa môže odraziť od reálneho objektu, zatiaľ čo v prípade, že je koherentná referenčná vlnou. Tvorený akýmikoľvek dvoma wavefronts majú súdržnosť, interferenčné obrazec - jedná sa o zariadenie, ktoré umožňuje previesť vzhľadom k ohybu jedného z týchto frontoch druhej. To je miesto, kde skrytý kľúč k fenoménu holografie. Dennis Gabor ako prvý objavil túto vlastnosť.

Pozorovanie obraz generovaný hologram

V dnešnej dobe, to začalo byť použitá špeciálna zariadenie pre čítanie hologramov - holografický projektor. To umožňuje previesť obraz z dvoch až troch-dimenzionální. Avšak, aby ste mohli jednoduchý hologram nie je nutná holografický projektor. Stručne popíšte, ako sa vysporiadať s týmito obrazmi.

Zachovávať elementárne hologram obraz je vytvorený, je nutné ho umiestniť vo vzdialenosti 1 m od oka. Prostredníctvom difrakčné mriežka je potrebné sa pozerať na smere, v ktorom sú rovinné vlny (obnovenej) z neho vychádza. Tak, ako presne rovinné vlny do oka pozorovateľa, holografický obrázok je tiež plochá. Zdá sa, že nám ako v prípade "prázdnu stenu", ktoré rovnomerne osvetľuje svetlo, ktorá má rovnakú farbu ako zodpovedajúce laseru. Vzhľadom k tomu, špecifických znakov to "Wall" je zanedbané, že je nemožné určiť, ako ďaleko to je. Zdá sa, že ste sa pozrieť na leží v nekonečne nad múrov, ale môžete vidieť iba jeho časť, ktorá je možné vidieť cez malé "okno", ktoré je hologram. Preto hologram - je rovnomerne osvetlený povrch, na ktorom nemôžeme nič vidieť hodný pozornosti.

Difrakčné mriežka (hologram) nám umožňuje sledovať niekoľko jednoduchých efektov. Môžu demonštrovať využitie hologramov a iného typu. Prechádzajúce difrakčné mriežka, je svetelný lúč je rozdelená, tvoriaci dve nové lúč. Použitie laserové lúče môže osvetliť akúkoľvek difrakčné mriežka. Radiácia by mala mať inú farbu zo ktoré používajú vo svojom zázname. Uhol ohybu farba svetla závisí na tom, akú farbu má. Ak je červená (dlhoročnou vlnová dĺžka), taký zväzok je ohnutá vo väčšom uhle než modrú nosníka, ktorý má najmenší vlnovú dĺžku.

Skrz mreža môže preskočiť zmes všetkých farieb, tj biele. V tomto prípade je každá farebná zložka hologramu ohýba pod vlastným uhlom. Na výstupnom spektre je vytvorená podobne vytvoreného hranola.

Umiestnenie z mriežkových čiar

Ťahy roštu by mali byť veľmi blízko pri sebe, že je to zrejmé ohyb svetelných lúčov. Napríklad zakrivenie červeného lúča o 20 °, je nutné, aby vzdialenosť medzi drážkami nepresahuje 0,002 mm. V prípade, že miesto bližšie, lúč svetla začne ohýbať ešte viac. Aby bolo možné "písať" je nutná vzhľadom k tomu, mriežka doska, ktorá môže nahrávať tak tenké diely. Okrem toho, že je potrebné k doske v priebehu expozície a zostala pri registrácii úplne nehybné.

Obraz môže byť rozmazaný veľa aj pri najmenšom pohybe, a to natoľko, že by bolo úplne na nerozoznanie. V tomto prípade, vidíme žiadne interferenčné obrazec, len sklenené dosky po celej ploche rovnomerne čierne alebo sivé. Samozrejme, že v tomto prípade nebude hrať difrakčné efekty generované difrakčné mriežkou.

Transmisívny a reflexné hologram

Skúmali sme ohybové mriežky sa označuje ako odovzdanie, pretože sa jedná v svetla prechádzajúceho cez neho. Ak je príčinou mrežové linky nie je na priehľadné plochy, a na povrchu zrkadla, získame difrakčnou mriežku odrazivosť. To odráža svetlo v rôznych uhloch v rôznych farbách. V súlade s tým, že sú dve široké triedy hologramov - reflexné a priepustný. Prvýkrát pozorovaný v odrazenom svetle, a druhá - mimochodom.