הולוגרפיה - זה ... הרעיון, עיקרון, יישום

תמונה הולוגרפית של היום משמשת יותר ויותר. חלקם אפילו מאמינים כי הוא יכול להחליף את האמצעים הידועים של תקשורת לאורך זמן. אוהב את זה או לא, אבל עכשיו זה נעשה שימוש נרחב בתעשיות שונות. לדוגמא, כולנו נמצאות מדבקות הולוגרפית מוכרות. הרבה יצרנים להשתמש בהם כאמצעי הגנה מפני זיוף. התמונה הבאה מציגה כמה מדבקות הולוגרפית. היישום שלהם - דרך יעילה מאוד של הגנה על מוצרים ומסמכים כנגד זיוף.

ההיסטוריה של חקר הולוגרפיה

שלושה ממדי התמונה המתקבל כתוצאה שבירה, החלה ללמוד יחסית לאחרונה. עם זאת, אנחנו יכולים לדבר על קיומו של ההיסטוריה של המחקר שלה. דניס גאבור, מדען בריטי, זוהה לראשונה בשנת 1948, הוא הולוגרפיה. גילוי זה היה מאוד חשוב, אבל הערך הגדול שלה באותה התקופה היה עדיין לא ברור. עבד בשנת 1950, חוקרים סבלו מחוסר מקור אור בעל קוהרנטיות - תכונה חשובה מאוד לפיתוח של הולוגרפיה. הליזר הראשון יוצר בשנת 1960. עם המכשיר הזה אפשר לקבל אור שיש קוהרנטיות מספיק. Upatnieks Juris ו immet Leith, מדענים בארה"ב השתמשו בו כדי ליצור את ההולוגרמה הראשונה. בעזרתם אותו השיג תמונות של אובייקטים תלת-ממדיות.

בשנים שלאחר מכן, לאורך תקופת המחקר. מאות מחקרים שבחנו את הקונספט של הולוגרפיה, מאז פורסמו, ופרסם ספרים רבים על השיטה הזו. עם זאת, העבודות הללו מופנות לאנשי מקצוע ולא לקורא הכללי. במאמר זה נדבר על השפה הכל נגיש.

מהי הולוגרפיה

אתה יכול להציע את ההגדרה הבאה: הולוגרפיה - מתקבל על ידי תמונת נפחית ליזר. עם זאת, הגדרה זו אינה משביעת רצון לחלוטין, שכן ישנם סוגים רבים אחרים של תמונות תלת ממדיות. עם זאת, הוא משקף את המשמעותיים ביותר: הולוגרפיה - שיטה טכנית המאפשרת "שיא" הופעת אובייקט; זה יכול לעזור לקבל תמונה תלת מימדית שנראית כמו הדבר האמיתי; השימוש בלייזרים כבר חיוני להתפתחותה.

הולוגרפיה ויישומה

מחקר הולוגרפיה עוזר להבהיר רב מהבעיות קשורות צילום קונבנציונלי. כתוצאת אמנות תמונה תלת מימדית יכולה אפילו לקרוא תיגר על אחרונה, כי זה מאפשר לך לשקף את העולם בצורה מדויקת ונכונה.

מדענים לפעמים פולטי עידן בהיסטוריה של האנושות באמצעות תקשורת, אשר היו ידועות במאה מסוימים. אתה יכול לומר, למשל, של קיים בכתב-חרטומים עתיקים של מצרים, של ההמצאה ב 1450 של הדפוס. בקשר עם התקדמות ציינה בימינו טכנולוגיים, אמצעי תקשורת חדש, כגון טלביזיה וטלפון, תפס מקום דומיננטי. למרות העיקרון ההולוגרפי הוא עדיין בחיתוליו כשמדובר השימוש בו בכלי התקשורת, יש סיבה להאמין כי המכשיר המבוסס על אותו תוכל להחליף את האמצעים הידועים של תקשורת בעתיד, או לפחות להרחיב את היקף היישום שלהם.

ספרות מדע בדיוני ו בעיתונות פופולרית קרובות מתוארות הולוגרפיה לאור השגוי, המעווה. לעתים קרובות הוא ליצור רושם מוטעה על שיטה זו. תמונה תלת מימדית, ראתה בפעם הראשונה, מרתק. אבל לא פחות מרשים הוא ההסבר הפיזי של עיקרון המכשירים שלה.

תבנית ההתאבכות

היכולת לראות עצמים מבוססים על העובדה כי גלי אור הם נשברו על ידי או משתקפים מהם, להיכנס עינו. אור המשתקף אובייקט המאופיין בצורת גל של חזית הגל המתאימה הצורה של האובייקט. תמונה של פסים כהים ובהירים (או קווים) ליצור שתי קבוצות של גלי אור קוהרנטי אשר מפריעים. זה יוצר הולוגרפיה נפח. רצועות הנתונים בכל מקרה מהוות שילוב זה תלוי רק בצורה הגלית חזיתות הגל אשר מתקשרים אחד עם השני. כזו תמונה נקראת הפרעה. זה יכול להיות קבוע, למשל, על לוח צילום, אם תשים אותו במקום שבו קיים הפרעת גל.

מגוון הולוגרמות

השיטה מאפשרת לך להקליט (לרשום) שיקף מהחזית גל האובייקט, ולאחר מכן להחזיר אותו כך שהצופה חש כי הוא רואה את הדבר האמיתי, והוא הולוגרפיה. אפקט זה, וזה בשל העובדה כי התמונה תלת מימדית מתקבלת באותה המידה כמו הדבר האמיתי.

ישנם סוגים רבים ושונים של הולוגרמות, שבו קל להתבלבל. כדי לקבוע סוג זה או אחר, יש לצרוך ארבעה או אפילו חמישה תארים. מכל הסטים שלהם, אנחנו רואים רק את המעמדות הבסיסיות משתמשת הולוגרפיה מודרנית. עם זאת, אתה צריך קודם לדבר קצת על תופעת הגל הזה של עקיפה. בכך שהיא מאפשרת לנו לעצב (או ליתר דיוק לשחזר) חזית הגל.

עקיף

אם אובייקט הוא בנתיב האור, הוא מטיל צל. אור מתעקם סביב האובייקט, מגיע בחלקו לאזור הצל. אפקט זה נקרא עקיפה. הוא בשל האופי של גל אור, אבל כדי להסביר את זה די קשה בהחלט.

רק זווית קטנה מאוד של אור חודר לתוך אזור הצל, כך שאנחנו כמעט לא שמנו לב לזה. עם זאת, אם יש ריבוי של מכשולים קטנים, המרחק בין המהוות רק כמה אורכי גל האור בדרכה, אפקט זה הופך להיות די מורגש.

אם הנפילה של חזית הגל נופלת על מכשול אחד גדול, "נופל" את החלק הרלוונטי של זה, כי אינו משפיע על השטח הנותר של חזית הגל. אם יש הרבה מכשולים קטנים בדרך שלה, היא שונה על ידי עקיפה כך שהפיצה את מחסום מהירות האור תהיה חזית גל שונה באופן איכותי.

השינוי הוא כל כך חזק שאפילו אור מתחיל להתפשט לכיוון השני. מתברר כי העקיף מאפשר לנו להמיר את חזית הגל המקורית מאוד מובחן ממנה. לפיכך, עקיפה - המנגנון שבאמצעותו אנו מקבלים את חזית הגל החדש. המכשיר המתואר לעיל, יצר, המכונה דיפרקציה צורם. נספר יותר על זה.

סריג עקיף

זוהי צלחת קטנה עם משייכות ישר מקבילות דקות שהופקדו בגינו (קווים). הם במרווחים ידי מאית או אפילו אלפית המילימטר. מה קורה אם קרן הליזר בדרכה פוגשת את הרשת מורכבת של מספר להקות כהות ובהירות מטושטשות? חלק זה יעבור ישירות דרך הסורגים, וחלקם - תלתל. לפיכך נוצר שני קורות חדשים אשר יציאה הסורגת בזווית מסוימת אל הקורה המקורי ממוקמות משני צידי אותו. אם אחד יש קרן ליזר, למשל, חזית גל מטוס, השני שהוקם על ידי הצדדים של הקורה החדש תהיה גם חזיתות גל מישוריים. לפיכך, על ידי עובר דרך קרן ליזר סריג עקיפה, אנו יוצרים בשתי חזיתות גל חדשות (שטוחים). ככל הנראה, הסריג העקיף יכול להיחשב הדוגמא הפשוטה ביותר של הולוגרמה.

הולוגרמה הרשם

היכרות עם עקרונות היסוד של הולוגרפיה צריכה להתחיל עם לימוד של חזיתות שני גל מטוס. אינטראקציה, הם יוצרים תבנית התאבכות, אשר נרשמה על להציב באותו המקום שבו היה פרגוד, לוח צילום. בשלב זה של תהליך (הראשון) ב הולוגרפיה נקרא שיא (או הקלטה) של ההולוגרמה.

שחזור תמונה

אנו מניחים כי אחד מגלי המטוס - A, והשני - V. כלומר הפנית גל, ו- B - הנושא, וזה בא לידי ביטוי מן האובייקט שדמותו עומדת קבועה. זה יכול בשום אופן שונה גל הייחוס. עם זאת, כאשר ההולגרמה נוצר האובייקט האמיתי תלת ממדי הרבה יותר מורכבים חזית הגל של האור המוחזר מהאובייקט.

תבנית ההתאבכות, ובלבד על סרט צילום (כלומר, דימוי של הסורג), - זו היא ההולוגרמה. זה יכול להיות ממוקם בנתיב של קרן ההתייחסות העיקרית (קרן ליזר בעל חזית גל מטוס). במקרה זה, שני הצדדים נוצרים 2 מול גל חדש. הראשון שבהם הוא העתק מדויק של חזית הגל אובייקט אשר מתפשטת באותו כיוון כמו גל וו הצעד הנ"ל נקרא התמונה המשוחזרת.

התהליך הולוגרפית

תבנית ההתאבכות, אשר נוצרה על ידי שני מטוס גלי קוהרנטי הוא לאחר ההקלטה על לוח הצילום היא מכשיר המאפשר לשחזר את תאורת גל המטוס השנייה במקרה של אחד הגלים הללו. התהליך הולוגרפית, ובכך יש את השלבים הבאים: רישום עוקב "אחסון" של חזית הגל של המטרה בצורת הולוגרמה (תבנית התאבכות) והרכבתה מחדש בכל עת לאחר מעבר דרך ההולוגרמה גל ייחוס.

נושא חזית הגל יכול להיות כל ממש. לדוגמה, זה עשוי להשתקף מאובייקט ממשי, בעוד אם הוא גל התייחסות קוהרנטית. נוצר על ידי כל שתי חזיתות גל שיש קוהרנטיות, תבנית ההתאבכות - זהו מכשיר המאפשר לך להמיר בשל העקיפה של אחד החזיתות הללו בשנייה. זה המקום שבו המפתח החבוי תופעת הולוגרפיה. דניס גאבור הראשונה גילתה נכס זה.

דימוי התצפית שנוצר על ידי ההולוגרמה

בימינו, זה החל לשמש מכשיר מיוחד הולוגרמות קריאה - מקרן הולוגרפי. זה מאפשר לך להמיר תמונה מתוך שניים עד שלושה ממדים. עם זאת, כדי להציג הולוגרמה פשוטה, מקרן הולוגרפי אינו נדרש. תאר בקצרה כיצד להתמודד עם תמונות כאלה.

כדי לבחון את תמונת הולוגרמה היסודית נוצרת, יש צורך למקם אותו במרחק של 1 מטר מן העין. דרך עקיפה צורם צריך להסתכל לכיוון שבו גלים מישוריים (משוחזר) יוצא ממנו. אז איך בדיוק גלי מטוס להיכנס לעין מתבוננת, תמונה הולוגרפית היא גם שטוחה. נראה לנו כאילו "קיר ריק" שווה מאיר את האור שיש באותו צבע כמו המקביל הליזר. מאז סימני הספציפי הזה "וול" הוא משולל, אי אפשר לקבוע כמה רחוק הוא. נראה כאילו אתה מסתכל על ממוקם האינסוף על הקירות, אבל אתה יכול לראות רק חלק ממנה, אשר ניתן לראות דרך "חלון" קטן כי הוא הולוגרמה. לכן, הולוגרמה - מואר באופן שווה המשטח שעליו אנו לא יכולים לראות שום דבר ראוי לתשומת לב.

העקיפה הצורמת (הולוגרמה) מאפשרת לנו להתבונן כמה אפקטים פשוטים. הם יכולים להדגים את השימוש הולוגרמות וסוג אחר. עובר הדרך העקיפה הצורמת, אלומת האור היא מפוצלת, ויצר שני קורות חדשים. באמצעות קרני לייזר יכול להאיר כל סריג עקיפה. הקרינה צריכה להיות בצבע שונה מזו ששימשה ההקלטה שלה. זווית כיפוף קרן צבע תלויה איזה צבע יש לו. אם זה אדום (אורך הגל הארוך), קרן כזו כפופה בזווית גדולה יותר מאשר הקרן הכחולה, אשר יש לו את אורך הגל הקטן ביותר.

דרך הסורג יכול לדלג תערובת של כל הצבעים, כלומר לבן. במקרה זה, כל רכיב צבע של ההולוגרמה מתכופף תחת זווית משלו. באותו ספקטרום הפלט נוצר דומה לפריזמה נוצרה.

מיקום של קווים הצורמים

Strokes של הסורג צריך להיעשות מאוד קרוב זה לזה כי זה היה כיפוף בולט של קרן אור. לדוגמא, כדי העקמומיות של הקרן האדומה על ידי 20 ° הכרחיים כי המרחק בין החריצים אינו עולה 0.002 מ"מ. אם הם למקם יותר מקרוב, קרן האור מתחילה להתכופף אפילו יותר. כדי "לכתוב" צלחת סריג נתונה נדרשת, אשר יכול להקליט כל כך חלקים רזים. יתר על כן, יש צורך הצלחת תהליך של חשיפה ונשאר ללא תנועה במהלך ההרשמה.

התמונה יכולה להיות מרווחת הרבה אפילו התנועה הקלה ביותר, עד כדי כך שזה יהיה נבדל לחלוטין. במקרה זה, אין אנו רואים תבנית ההתאבכות, רק צלחת זכוכית מעל פני השטח כולו שלה אחיד שחור או אפור. כמובן, במקרה זה, לא ישחק תופעות עקיפות שנוצרו על ידי סריג עקיף.

מעביר ו הולוגרמה הרעיונית

בוחנים את ההשתברות הצורמת נקרא שידור, משום שהיא פועלת לאור עובר דרכו. אם הגורם לקו הסריג הוא לא על הצלחת השקופה, ועל פני המראה, נקבל עקיפה צורמת רפלקטיביות. זה משקף אור בזוויות שונות של צבעים שונים. בהתאם לכך, ישנם שני סוגים מקיפים של הולוגרמות - רפלקטיבי העברה. ראשית שנצפה אור מוחזר, והשני - בדרך אגב.