Holografía - lo ... O concepto, principio, a aplicación

imaxe holográfica de hoxe é cada vez máis usado. Algúns ata cren que pode substituír os medios coñecidos de comunicación ao longo do tempo. Guste ou non, pero agora é amplamente utilizada en varias industrias. Por exemplo, todos somos familiares adhesivos holográficos. Un gran número de fabricantes de usalos como un medio de protección contra a falsificación. A foto mostra algúns adhesivos holográficos. A súa aplicación - un xeito moi eficaz de protexer bens e documentos contra a falsificación.

A historia do estudo da holografía

Tridimensional imaxe obtida como resultado de refracción, comezou a estudar hai relativamente pouco tempo. Con todo, podemos falar da existencia da historia do seu estudo. Dennis Gabor, científico británico, identificado por primeira vez en 1948, é a holografía. Este descubrimento foi moi importante, pero o seu maior valor no momento en que aínda non era aparente. Traballou na década de 1950, investigadores sufriron coa falta dunha fonte de luz que ten unha coherencia - unha característica moi importante para o desenvolvemento da holografía. O primeiro láser foi fabricado en 1960. Con este dispositivo é posible recibir luz con coherencia suficiente. Juris Upatnieks e immet Leith, científicos norteamericanos utilizaron para crear o primeiro holograma. Coa axuda deles obtivo imaxes tridimensionais de obxectos.

Nos anos seguintes, o estudo continuou. Centos de traballos de investigación que analizou o concepto de holografía, xa foi publicado, e publicou moitos libros sobre a rede. Con todo, estas obras son dirixidas a profesionais e non o lector en xeral. Neste artigo imos falar sobre todo linguaxe accesible.

Cal é a holografía

Pode ofrecer a seguinte definición: a holografía - obtido pola foto volumétrica láser. Con todo, esta definición non é enteiramente satisfactoria, pois hai moitos outros tipos de imaxes tridimensionais. Sen embargo, reflicte o máis significativo: a holografía - un método técnico que permite "record" o aspecto dun obxecto; pode axudar a obter unha imaxe tridimensional que se parece a cousa real; o uso de láseres foi crucial para o seu desenvolvemento.

Holografía ea súa aplicación

estudo holografía axuda a aclarar moitas das cuestións asociadas á fotografía convencional. Como unha arte imaxe tridimensional ata desafiar o último, porque permite que para reflectir o mundo de forma máis precisa e correctamente.

Científicos ás veces emiten era na historia da humanidade a través de comunicación, que eran coñecidos en certos séculos. Pode dicir, por exemplo, de existir en hieróglifos antigos de Exipto, da invención en 1450 da prensa. En conexión con hoxe o observados avances tecnolóxicos, novos medios de comunicación, como televisión e teléfono, ocupaba unha posición dominante. Aínda que o principio holográfico aínda está na súa infancia, cando se trata do seu uso nos medios de comunicación, non hai razón para crer que dispositivo baseado nel poderá substituír os medios coñecidos de comunicación no futuro, ou polo menos ampliar o ámbito da súa aplicación.

literatura de ciencia ficción e prensa popular moitas veces retratado holografía na luz incorrecta, distorsionada. Eles moitas veces crean unha idea errónea sobre a rede. imaxe tridimensional, visto por primeira vez, fascinante. Pero non menos impresionante é a explicación física do principio dos seus dispositivos.

O patrón de interferencia

A capacidade de ver obxectos con base no feito de que as ondas de luz son refratada por ou reflectida por eles, entrar nos nosos ollos. A luz reflectida a partir dun obxecto, caracterizado pola forma de onda da fronte de onda que corresponde á forma do obxecto. Imaxe de raias escuras e claras (ou liñas) crear dous grupos de ondas de luz coherentes que interfiren. Isto forma un holografía de volume. As tiras de datos en cada caso comprenden unha combinación que depende só da forma das frontes de onda das ondas que interactúan entre si. unha imaxe tan chámase interferencia. Pode ser fixo, por exemplo, nunha chapa fotográfica, se colocar-lo nun lugar onde hai unha interferencia de ondas.

A variedade de hologramas

Método permite gravar (rexistro) reflectida da fronte de onda do obxecto, e despois restaura-lo para que o espectador sentir que el ve a cousa real, e é a holografía. Este efecto, que é debido ao feito de que a imaxe tridimensional obtense do mesmo xeito como a cousa real.

Hai moitos tipos diferentes de hologramas, en que é doado ficar confuso. A fin de determinar un ou outro tipo, debe ser consumido catro ou cinco adxectivos. De todos os seus conxuntos, consideramos só as clases básicas que usa holografía moderna. Con todo, ten primeiro que falar un pouco sobre este fenómeno onda de difracción. Que nos permite proxectar (ou mellor, para reconstruír) a fronte de onda.

difracción

Un obxecto está no camiño da luz, el lanza unha sombra. curvas de luz arredor do obxecto, procedentes, en parte, para a rexión de sombra. Este efecto chámase difracción. É debido á natureza ondulatoria da luz, pero para explicar que é moi difícil estrictamente.

Só nun ángulo moi pequeno de luz penetra na zona de sombra, polo que case non nota-lo. Con todo, se hai unha pluralidade de pequenos obstáculos, a distancia entre as que constitúen só algúns lonxitudes de onda de luz no seu camiño, este efecto tórnase moi perceptible.

A caída da fronte de onda cae sobre un gran obstáculo sinxelo, "cae" a parte correspondente do mesmo, que non afecta a área restante da fronte de onda. Se hai unha gran cantidade de pequenos obstáculos no seu camiño, el é modificado por difracción de xeito que a propagación da barreira de luz terá unha fronte de onda cualitativamente diferente.

A transformación é tan forte que nin a luz comeza a estenderse noutra dirección. Acontece que a difracción nos permite converter a fronte de onda orixinal nun moi distinta. Así, difracción - o mecanismo polo cal obtemos a nova fronte de onda. O dispositivo descrito anteriormente formándose a, referida como unha rede de difracción. Imos falar máis sobre iso.

rede de difracción

Isto é unha pequena placa cunha depositadas nel finos trazos paralelos (liñas rectas). Están espazos entre si por un céntimo ou mesmo unha milésima dun milímetro. Qué acontece se o feixe de láser no seu camiño atopa a reixa que consiste en un número de pistas escuras e claras difusas? Parte dela vai pasar directamente a través das reixas, e algúns - curl. Así formou dúas novas vigas que saída da grella para un correcto ángulo para o feixe orixinal e están situados en ambos os dous lados da mesma. Se unha ten un feixe de láser, por exemplo, unha fronte de onda plana, a dúas formado polos lados do feixe de novo han ter unha frontes de onda planas. Así, por paso a través dun feixe de láser de rede de difraco, que forman dúas novas frontes de onda (plana). Ao parecer, a rede de difracción pode ser considerado como o exemplo máis simple dun holograma.

holograma Register

Familiaridade cos principios básicos da holografía debe comezar cun estudo das dúas frontes de onda plano. Interactuar, eles forman un patrón de interferencia, o cal está rexistrado nun posto no mesmo lugar onde non había unha pantalla, placa fotográfica. Esta etapa do proceso (o primeiro) en holografía chámase unha ficha (ou gravación) do holograma.

restaurar imaxe

Asumimos que unha das ondas planas - A, ea segunda - V. En particular referencia onda, e B - o tema, que é reflectida a partir do obxecto cuxa imaxe está suxeito. Non pode de xeito diferente da onda de referencia. Con todo, ao crear o holograma está formada tridimensional verdadeiro obxecto considerablemente máis complexo de fronte de onda da luz reflectida a partir do obxecto.

O patrón de interferencia, subministrada en un filme fotográfico (isto é, unha imaxe da grella de cobertura), - este é o holograma. Pode ser instalado no percorrido do feixe de referencia primario (feixe de láser tendo unha fronte de onda plana). Neste caso, ambos os dous lados son formados dous nova fronte de onda. O primeiro deles é unha copia exacta de fronte de onda do obxecto que se propaga no mesmo sentido que a onda W. O paso anterior é chamado a imaxe reconstruída.

O proceso holográfica

O patrón de interferencia, que é creado por dúas planas ondas coherentes é tras a gravación en chapa fotográfica é un dispositivo que permite recuperar o outro iluminación onda plana no caso dunha desas ondas. O proceso Holografía, polo tanto, ten os seguintes pasos: de rexistro e posterior "almacenamento" da fronte de onda do obxectivo en forma de un holograma (patrón de interferencia) ea súa reconstitución en calquera momento tras o paso a través do holograma onda de referencia.

Asunto fronte de onda realmente pode ser calquera. Por exemplo, pode ser reflectida dun obxecto real, mentres que, se é unha onda de referencia coherente. Formado por calquera dúas frontes de onda con coherencia, o patrón de interferencia - este é un dispositivo que permite converter debido á difracción dunha desas frontes na outra. Isto é onde a clave agochada para o fenómeno da holografía. Dennis Gabor descuberto por primeira vez esta propiedade.

A imaxe xerada por observación do holograma

No noso tempo, comezou a ser utilizado un dispositivo especial para a lectura de hologramas - proxector Holografía. Permite que converter unha imaxe de dous a tres dimensións. Con todo, para ver un holograma simple, proxector Holografía non é necesaria. Fai unha breve descrición de como manexar estas imaxes.

Para observar a imaxe do holograma elemental está formado, é necesario poñelas a unha distancia de 1 metro do ollo. A través rede de difracción ten que mirar para a dirección en que as ondas planas (restaurada) saíndo dela. Entón, como exactamente ondas planas entrar no ollo do observador, unha imaxe holográfica tamén é plana. Parece-nos como se "pantalla en branco" que ilumina uniformemente a luz que ten a mesma cor que o correspondente láser. Desde sinais específicos deste "Wall" é privado, é imposible determinar ata que punto é. Parece como se ollar para o situado no infinito sobre as paredes, pero pode ver só unha parte del, que se pode ver a través dunha pequena "fiestra" que é un holograma. Polo tanto, un holograma - é a superficie sobre a que non podemos ver nada digno de atención uniformemente iluminada.

A rede de difracción (holograma) permítenos observar algúns efectos simples. Poden demostrar o uso de hologramas e doutro tipo. Pasando a través da rede de difracción, o feixe de luz divídese, formando dúas novo feixe. Usando raios láser pode iluminar calquera rede de difracción. A radiación debe ser unha cor diferente da utilizada na súa escritura. O ángulo de curvatura feixe de cor depende de que cor ten. Se é vermello (a lonxitude de onda longa), un tal feixe é dobrado nun ángulo maior que o feixe de azul, que ten o menor lonxitude de onda.

A través da reixa pode saltar unha mestura de todas as cores, é dicir, branco. Neste caso, cada compoñente de cor do holograma se dobra baixo o seu propio ángulo. No espectro de saída está formado semellante ao prisma creado.

Colocación das liñas de ralar

Strokes da reixa deben ser feitos moi próximos uns dos outros que era flexión visible dos raios de luz. Por exemplo, coa curvatura do feixe de vermello o 20 ° é necesario que a distancia entre as rañuras non superar 0,002 mm. Colocar máis de preto, un raio de luz comeza a dobrar aínda máis. Co fin de "escribir" unha determinada placa rede é necesaria, que pode gravar partes tan fina. Ademais, é necesario para a tarxeta no proceso de exposición e mantivo completamente inmóbil durante o rexistro.

A imaxe pode ser manchada moito, mesmo ao menor movemento, tanto que sería completamente indistinguibles. Neste caso, non vemos ningún patrón de interferencia, só unha placa de vidro en toda a súa superficie uniforme negro ou gris. Claro que, neste caso, non vai xogar efectos de difracción xerados por unha rede de difracción.

Transmissivo e reflexivo holograma

Examinamos o reixa de difracción se refire como unha transmisión, porque actúa na luz que pasa a través del. Se a causa da liña de rede non está na tarxeta transparente, e na superficie do espello, obtense unha rede de difracción reflectida. El reflicte a luz en diferentes ángulos de cores distintas. Por conseguinte, hai dúas grandes clases de hologramas - reflectora e transmisora. Primeiro observados na luz reflectida, eo segundo - en paso.