Holografi - det ... Konceptet princip ansökan

Holografisk bild av dagens alltmer används. Vissa tror även att det kan ersätta de kända kommunikationsmedel över tiden. Gilla det eller inte, men nu används ofta i olika branscher. Till exempel, alla av oss är bekanta holografiska klistermärken. Många tillverkare använder dem som ett medel för skydd mot förfalskning. Bilden nedan visar några holografiska klistermärken. Deras ansökan - ett mycket effektivt sätt att skydda varor och dokument mot förfalskning.

Historien om studiet av holografi

Tredimensionell bild som erhållits som ett resultat av brytning, började studera relativt nyligen. Däremot kan vi tala om förekomsten av historien om sin studie. Dennis Gabor, brittisk vetenskapsman, identifierades först 1948, är det holografi. Denna upptäckt var mycket viktigt, men dess största värde vid tidpunkten ännu inte var uppenbar. Arbetade på 1950-talet har forskare lidit av avsaknaden av en ljuskälla som har en samstämmighet - en mycket viktig funktion för utvecklingen av holografi. Den första lasern tillverkades 1960. Med denna anordning är det möjligt att ta emot ljus med tillräcklig samstämmighet. Juris Upatnieks och immet Leith, har amerikanska forskare använt den för att skapa den första hologrammet. Med deras hjälp det erhållna tredimensionella bilder av föremål.

Under de följande åren fortsatte studien. Hundratals forskningsrapporter som undersöktes begreppet holografi, har sedan dess publicerats, och publicerat många böcker om denna metod. Men dessa verk riktar sig till yrkesverksamma och inte den allmänna läsaren. I denna artikel kommer vi att prata om allt lättillgängligt språk.

Vad är holografi

Du kan erbjuda följande definition: holografi - framställs av laservolym foto. Detta är dock definition inte helt tillfredsställande, eftersom det finns många andra typer av tredimensionella bilder. Men speglar den mest betydelsefulla: holografi - en teknisk metod som gör det möjligt att "spela in" utseendet på ett objekt; det kan hjälpa få en tredimensionell bild som ser ut som the real thing, användningen av laser har varit avgörande för dess utveckling.

Holografi och dess tillämpning

holografi studie hjälper till att klargöra många av de frågor som är förknippade med konventionell fotografering. Som en konst tredimensionell bild kan även utmana det senare, eftersom det tillåter dig att reflektera världen mer exakt och korrekt.

Vetenskapsmän avger ibland era i mänsklighetens historia med hjälp av kommunikation, som var kända i vissa århundraden. Man kan säga, till exempel föreligga i gamla hieroglyfer i Egypten, enligt uppfinningen i 1450 av tryckpressen. I samband med den observerade numera tekniska framsteg, nya kommunikationsmedel, såsom TV och telefon, ockuperade en dominerande ställning. Även den holografiska principen är fortfarande i sin linda när det gäller dess användning i media, finns det anledning att tro att enhet baserad på den kommer att kunna ersätta de kända kommunikationsmedel i framtiden, eller åtminstone förlänga deras tillämpningsområde.

Science fiction litteratur och populärpress ofta porträtteras holografi i fel, förvrängd ljus. De skapar ofta en felaktig uppfattning om denna metod. Tredimensionell bild, sett för första gången, fascinerande. Men inte mindre imponerande är den fysiska förklaringen av principen om dess enheter.

Interferensmönstret

Förmågan att se objekt baserat på det faktum att ljusvågor bryts av eller reflekteras från dem, komma in i våra ögon. Reflekterat ljus från ett objekt som kännetecknas av vågformen hos vågfronten som motsvarar formen av objektet. Bild av mörka och ljusa ränder (eller linjer) skapa två grupper av koherenta ljusvågor som stör. Detta utgör en volym holografi. Data remsor i varje fall innefatta en kombination som endast beror på formen hos vågfronterna vågor som interagerar med varandra. En sådan bild kallas störningar. Det kan fastställas, till exempel på en fotografisk plåt, om du sätter den på en plats där det finns en våg störningar.

Mångfalden av hologram

Metod låter dig spela in (registrera) som reflekteras från objekt vågfronten, och sedan återställa det så att betraktaren känner att han ser den äkta varan, och är holografi. Denna effekt, vilket beror på det faktum att den tredimensionella bilden erhålls i samma utsträckning som den äkta varan.

Det finns många olika typer av hologram, där det är lätt att bli förvirrad. För att bestämma det ena eller andra slaget, bör konsumeras fyra eller till och med fem adjektiv. Från alla sina uppsättningar, anser vi endast de grundläggande klasser som använder modern holografi. Men måste du först prata lite om denna våg fenomenet diffraktion. Att det tillåter oss att utforma (eller snarare att rekonstruera) vågfronten.

diffraktion

Om ett objekt är i vägen för ljuset, kastar han en skugga. Lätta böjs runt föremålet, som kommer delvis in i skuggområdet. Denna effekt kallas diffraktion. Han är på grund av den våg ljusets natur, men att förklara det är ganska svårt att strikt.

Endast i en mycket liten vinkel av ljus tränger in i skuggan regionen så vi nästan inte märker det. Men om det finns ett flertal små hinder, avståndet mellan vilka utgör endast några längder av ljusvågen på dess väg, blir denna effekt ganska märkbar.

Om nedgången av vågfront infaller på en stor enkel hinder "faller" den aktuella delen av det, som inte påverkar den kvarvarande delen av vågfronten. Om det finns en hel del små hinder i sin väg, är det modifieras genom diffraktion så att spridningen av ljusbarriären kommer att ha en kvalitativt annorlunda vågfront.

Omvandlingen är så stark att även ljuset börjar sprida sig i den andra riktningen. Det visar sig att diffraktion tillåter oss att konvertera den ursprungliga vågfronten i en mycket distinkt från den. Således diffraktion - den mekanism genom vilken vi får den nya vågfront. Den ovan beskrivna anordningen genom att bilda den, hänvisas till som ett diffraktionsgitter. Vi kommer att berätta mer om det.

diffraktionsgitter

Detta är en liten platta med en därpå avsatta tunna parallella raka linjer (linjer). De är åtskilda av en hundradel eller ens en tusendels millimeter. Vad händer om laserstrålen på väg möter nätet som består av ett antal luddiga mörka och ljusa band? En del av det kommer att passera direkt genom gallret, och några - curl. Sålunda bildade två nya strålar som exit gittret i en viss vinkel till den ursprungliga strålen och är belägna på båda sidor om den. Om man har en laserstråle, exempelvis en plan vågfront, de två som bildas av sidorna av den nya strålen kommer också att ha en plana vågfronter. Således, genom att passera genom ett diffraktionsgitter laserstråle, bildar vi två nya vågfronter (platt). Uppenbarligen kan diffraktionsgittret betraktas som den enklaste exemplet på ett hologram.

hologram Register

Kännedom de grundläggande principerna för holografi bör inledas med en studie av de två plan vågfronter. Interagera, bildar de ett interferensmönster, som är inspelad på en placerad på samma plats där det fanns en skärm, fotografisk plåt. Detta steg av processen (den första) i holografi kallas en rad (eller inspelning) av hologrammet.

Återställ bild

Vi antar att en av de plana vågor - A, och den andra - V. Nämligen referensvågen, och B - ämnet, är den som reflekteras från objektet vars bild är fast. Det kan inte på något sätt skiljer sig från referensvågen. Emellertid, när man skapar hologrammet bildas tredimensionella verkliga objektet betydligt mer komplexa vågfront av ljus som reflekteras från objektet.

Interferensmönstret, anordnat på en fotografisk film (dvs. en bild av gittret), - detta är hologrammet. Den kan placeras i banan för den primära referensstrålen (laserstråle med en plan vågfront). I detta fall är båda sidorna bildas två nya vågfront. Den första av dem är en exakt kopia av objektet vågfronten som fortplantas i samma riktning som den våg W. den ovan steg kallas den rekonstruerade bilden.

Den holografiska processen

Interferensmönstret, vilket är skapat av två plana koherenta vågor är efter inspelning på den fotografiska plåten är en anordning som medger att utvinna den andra plan våg belysning i fallet med en av dessa vågor. Den holografiska processen har sålunda följande steg: registrering och efterföljande "lagring" av vågfronten av målet i form av ett hologram (interferensmönster) och dess rekonstitution när som helst efter passagen genom referensvågen hologrammet.

Ämne vågfront kan faktiskt vara något. Till exempel, kan det reflekteras från ett verkligt objekt, under det att om det är en koherent referens våg. Bildas genom vilka två vågfronter som har koherens, interferensmönstret - det är en anordning som gör det möjligt att konvertera till följd av diffraktion av en av dessa fronter i den andra. Det är där den dolda nyckeln till fenomenet holografi. Dennis Gabor först upptäckte denna egenskap.

Observations bild som genereras av hologram

I vår tid, började det användas en speciell anordning för att läsa hologram - holografisk projektor. Den tillåter dig att konvertera en bild från två- till tredimensionella. Men för att visa en enkel hologram, holografisk projektor är inte nödvändig. Beskriv kortfattat hur man handskas med sådana bilder.

Att observera elementära hologrambilden bildas, är det nödvändigt att placera den på ett avstånd av en meter från ögat. Genom diffraktionsgittret måste titta på den riktning i vilken de plana vågor (återställda) kommer ut av det. Så hur exakt plana vågor in i ögat på den observatör, är en holografisk bild också platt. Det förefaller oss som om "tom vägg" som jämnt lyser upp ljus med samma färg som motsvarande laser. Eftersom särskilda tecken denna "Wall" berövas, är det omöjligt att avgöra hur långt det är. Det verkar som om man tittar på den som ligger vid oändligheten över väggarna, men du kan se bara en del av det, vilket är möjligt att se genom ett litet "fönster" som är ett hologram. Därför ett hologram - jämnt belyst yta som vi inte kan se något värd uppmärksamhet.

Diffraktionsgittret (hologram) tillåter oss att observera några enkla effekter. De kan demonstrera användningen av hologram och andra typer. Passerar genom diffraktionsgittret, är ljusstrålen split, som bildar två nya strålen. Med användning av laserstrålar kan belysa någon diffraktionsgitter. Strålningen ska vara en annan färg än den som används i inspelningen. Vinkeln på färgstrålens böjning beror på vilken färg han har. Om den är röd (lång våglängd), är en sådan stråle böjd i en större vinkel än den blå strålen, som har den minsta våglängden.

Genom gallret kan hoppa över en blandning av alla färger, dvs vitt. I detta fall, varje färgkomponent av hologrammet böjs under sin egen vinkel. Vid utgångsspektrum är formad liknande den skapade prismat.

Placering av de gitterlinjer

Slag av gallret bör göras mycket nära varandra att det var märkbar böjning av ljusstrålar. Till exempel för att krökningen hos den röda strålen med 20 ° är nödvändigt att avståndet mellan spåren inte överstiger 0,002 mm. Om de placerar närmare börjar en ljusstråle att böja ännu mer. För att "skriva" en given gallerplatta behövs, vilket kan spela så tunna delar. Dessutom är det nödvändigt att plätera i processen för exponering och förblev helt orörlig under registreringen.

Bilden kan smetas mycket även vid minsta rörelse, så mycket att det skulle vara helt omöjlig att skilja. I det här fallet ser vi inga störningar mönster, bara en glasskiva över hela sin yta enhetligt svart eller grått. Naturligtvis i detta fall inte kommer att spela diffraktion effekter som genereras av ett diffraktionsgitter.

Transmissiv och reflekterande hologram

Vi har granskat diffraktionsgittret kallas en transmission, eftersom den fungerar i det ljus som passerar genom den. Om orsaken till gitterlinjen är inte på den transparenta plattan, och på ytan av spegeln, erhåller vi ett diffraktionsgitter reflektivitet. Det reflekterar ljus i olika vinklar i olika färger. Således finns det två breda klasser av hologram - reflekterande och genomsläppande. Första observation i reflekterat ljus, och den andra - i förbigående.