Ολογραφία - το ... Η ιδέα, κατ 'αρχήν, την εφαρμογή

Ολογραφική εικόνα του σήμερα χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο. Ορισμένοι μάλιστα πιστεύουν ότι μπορεί να αντικαταστήσει τα γνωστά μέσα επικοινωνίας την πάροδο του χρόνου. Είτε μας αρέσει είτε όχι, αλλά τώρα χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες βιομηχανίες. Για παράδειγμα, όλοι μας είμαστε εξοικειωμένοι ολογραφική αυτοκόλλητα. Πολλοί κατασκευαστές χρησιμοποιούν ως μέσο προστασίας κατά της παραχάραξης. Η παρακάτω φωτογραφία δείχνει κάποια ολογραφική αυτοκόλλητα. Η εφαρμογή τους - ένας πολύ αποτελεσματικός τρόπος προστασίας των αγαθών και των εγγράφων κατά της παραχάραξης.

Η ιστορία της μελέτης της ολογραφίας

Τρισδιάστατη εικόνα που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα της διάθλασης, άρχισαν να μελετούν σχετικά πρόσφατα. Ωστόσο, μπορούμε να μιλήσουμε για την ύπαρξη της ιστορίας της μελέτης του. Dennis Gabor, Βρετανός επιστήμονας, εντοπίστηκε για πρώτη φορά το 1948, είναι η ολογραφία. Η ανακάλυψη αυτή ήταν πολύ σημαντική, αλλά η μεγαλύτερη αξία του κατά τη στιγμή δεν είναι ακόμη εμφανής. Εργάστηκε στη δεκαετία του 1950, οι ερευνητές έχουν υποφέρει από την έλλειψη μιας πηγής φωτός που έχει μια συνοχή - ένα πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό για την ανάπτυξη της ολογραφίας. Το πρώτο λέιζερ κατασκευάστηκε το 1960. Με αυτή τη συσκευή είναι δυνατόν να λαμβάνουν φως με αρκετή συνοχή. Juris Upatnieks και immet Leith, Αμερικανοί επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει για να δημιουργήσει το πρώτο ολόγραμμα. Με τη βοήθειά τους θα ληφθούν τρισδιάστατες εικόνες των αντικειμένων.

Κατά τα επόμενα έτη, η μελέτη συνεχίζεται. Εκατοντάδες ερευνητικές εργασίες που εξέτασε την έννοια της ολογραφίας, έκτοτε δημοσιευθεί, και δημοσίευσε πολλά βιβλία σχετικά με αυτή τη μέθοδο. Ωστόσο, αυτά τα έργα που απευθύνονται σε επαγγελματίες και όχι το γενικό αναγνώστη. Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε για τα πάντα κατανοητή γλώσσα.

Τι είναι η ολογραφία

Μπορείτε να προσφέρετε τον ακόλουθο ορισμό: ολογραφία - επιτυγχάνεται με τη φωτογραφία ογκομετρική λέιζερ. Ωστόσο, ο ορισμός αυτός δεν είναι απόλυτα ικανοποιητική, καθώς υπάρχουν πολλά άλλα είδη των τρισδιάστατων εικόνων. Ωστόσο, αυτό αντανακλά την πιο σημαντική: ολογραφία - τεχνική μέθοδο που επιτρέπει να «ρεκόρ» την εμφάνιση ενός αντικειμένου? μπορεί να βοηθήσει αποκτήσουν μια τρισδιάστατη εικόνα που μοιάζει με το πραγματικό πράγμα? η χρήση των λέιζερ έχει ζωτική σημασία για την ανάπτυξή της.

Ολογραφία και την εφαρμογή της

μελέτη ολογραφία βοηθά να διευκρινίσει πολλά από τα ζητήματα που σχετίζονται με τη συμβατική φωτογραφία. Ως μια λεπτή τέχνη τρισδιάστατη εικόνα μπορεί ακόμη και να αμφισβητήσει το τελευταίο, επειδή σας επιτρέπει να αντανακλούν τον κόσμο με μεγαλύτερη ακρίβεια και σωστά.

Οι επιστήμονες μερικές φορές εκπέμπουν εποχή στην ιστορία της ανθρωπότητας μέσω της επικοινωνίας, τα οποία ήταν γνωστά σε ορισμένους αιώνες. Μπορείτε να πείτε, για παράδειγμα, των υφιστάμενων στην αρχαία ιερογλυφικά της Αιγύπτου, της ευρεσιτεχνίας το 1450 από το τυπογραφείο. Σε σχέση με την παρατηρούμενη σήμερα τεχνολογικές εξελίξεις, τα νέα μέσα επικοινωνίας, όπως η τηλεόραση και τηλέφωνο, κατείχε δεσπόζουσα θέση. Αν και η ολογραφική αρχή είναι ακόμα στα σπάργανα, όταν πρόκειται για τη χρήση του στα μέσα μαζικής ενημέρωσης, δεν υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι η συσκευή που βασίζεται σε αυτήν, θα είναι σε θέση να αντικαταστήσει τα γνωστά μέσα επικοινωνίας στο μέλλον, ή τουλάχιστον να επεκταθεί το πεδίο εφαρμογής τους.

λογοτεχνία επιστημονικής φαντασίας και δημοφιλή μέσα ενημέρωσης συχνά παρουσιάζεται ολογραφία σε λάθος, παραμορφωμένη φως. Συχνά δημιουργούν μια λανθασμένη ιδέα για αυτή τη μέθοδο. Τρισδιάστατη εικόνα, παρατηρήθηκε για πρώτη φορά, συναρπαστικό. Αλλά δεν είναι λιγότερο εντυπωσιακό είναι η φυσική εξήγηση της αρχής των συσκευών της.

Το σχέδιο παρέμβασης

Η ικανότητα να βλέπει τα αντικείμενα με βάση το γεγονός ότι τα κύματα φωτός διαθλώνται με ή αντανακλάται από αυτά, να πάρει στα μάτια μας. Ανακλώμενο φως από ένα αντικείμενο που χαρακτηρίζεται από μορφή κύματος του εμπρόσθιου κύματος που αντιστοιχεί στο σχήμα του αντικειμένου. Εικόνα σκοτάδι και το φως λωρίδες (ή γραμμές) δημιουργούν δύο ομάδες των συνεκτικών κυμάτων φωτός οι οποίες παρεμβαίνουν. Αυτό σχηματίζει ένα ολογραφία όγκο. Οι λωρίδες των δεδομένων σε κάθε περίπτωση να περιλαμβάνει ένα συνδυασμό που εξαρτάται μόνο από το σχήμα των μετώπων κύματος κυμάτων που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Μια τέτοια εικόνα ονομάζεται παρεμβολή. Μπορεί να καθοριστεί, για παράδειγμα, σε μια φωτογραφική πλάκα, αν το βάλετε σε ένα μέρος όπου υπάρχει παρέμβαση κύμα.

Η ποικιλία των ολογραμμάτων

Η μέθοδος σας επιτρέπει να καταγράψετε (εγγραφή) αντανακλάται από το μέτωπο κύματος αντικείμενο, και στη συνέχεια να το επαναφέρετε έτσι ώστε ο θεατής αισθάνεται ότι βλέπει το πραγματικό πράγμα, και είναι ολογραφία. Αυτό το φαινόμενο, που οφείλεται στο γεγονός ότι η τρισδιάστατη εικόνα λαμβάνεται στον ίδιο βαθμό όπως το πραγματικό πράγμα.

Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι των ολογραμμάτων, στα οποία είναι εύκολο να μπερδευτείτε. Για τον προσδιορισμό αυτό ή εκείνο το είδος, θα πρέπει να καταναλώνονται τέσσερα ή ακόμα και πέντε επίθετα. Από όλα τα σύνολα τους, θεωρούμε μόνο τα βασικά μαθήματα που χρησιμοποιεί σύγχρονες ολογραφία. Ωστόσο, θα πρέπει πρώτα να μιλήσουμε λίγο για αυτό το φαινόμενο κύμα της περίθλασης. μας ότι επιτρέπει να σχεδιάσουν (ή μάλλον για την ανακατασκευή) του μετώπου κύματος.

διάθλαση

Εάν ένα αντικείμενο βρίσκεται στη διαδρομή του φωτός, ρίχνει μια σκιά. Φως κάμψεις γύρω από το αντικείμενο, που έρχονται εν μέρει μέσα στην περιοχή σκιάς. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται περίθλαση. Είναι λόγω της κυματική φύση του φωτός, αλλά για να εξηγήσει ότι είναι αρκετά δύσκολο να αυστηρά.

Μόνο σε μια πολύ μικρή γωνία του φωτός εισχωρεί στην περιοχή σκιά, γι 'αυτό σχεδόν δεν το προσέξει. Ωστόσο, αν υπάρχει ένα πλήθος από μικρά εμπόδια, η απόσταση μεταξύ των οποίων αποτελούν μόνο μερικά μήκη κύματος φωτός στο δρόμο του, η επίδραση αυτή γίνεται πολύ αισθητή.

Αν η πτώση του μετώπου κύματος πέφτει σε ένα μεγάλο ενιαίο εμπόδιο, «πέφτει» το σχετικό μέρος της, αυτό δεν επηρεάζει την υπόλοιπη περιοχή του μετώπου κύματος. Εάν υπάρχει πολύ μικρά εμπόδια στην πορεία του, έχει τροποποιηθεί από την περίθλαση, έτσι ώστε η εξάπλωση του φράγματος φωτός θα έχει ένα ποιοτικά διαφορετικό μέτωπο κύματος.

Ο μετασχηματισμός είναι τόσο ισχυρή που ακόμη και το φως αρχίζει να εξαπλώνεται προς την άλλη κατεύθυνση. Αποδεικνύεται ότι η περίθλαση μας επιτρέπει να μετατρέψει το αρχικό μέτωπο κύματος σε μια πολύ διαφορετική από αυτό. Έτσι, περίθλαση - ο μηχανισμός με τον οποίο παίρνουμε το νέο μέτωπο κύματος. Η συσκευή που περιγράφηκε παραπάνω με σχηματισμό αυτό, που αναφέρεται ως τρίψιμο ένα περίθλασης. Θα πω περισσότερα γι 'αυτό.

φράγμα περίθλασης

Αυτό είναι ένα μικρό πιάτο με ένα εναποτεθεί λεπτές παράλληλες ευθείες εγκεφαλικά επεισόδια (γραμμές). Έχουν απέχουν μεταξύ τους κατά ένα εκατοστό ή ακόμη και ένα χιλιοστό του χιλιοστού. Τι θα συμβεί αν η ακτίνα λέιζερ στο δρόμο του συναντά το πλέγμα που αποτελείται από έναν αριθμό των ασαφών σκοτεινές και φωτεινές ζώνες; Μέρος της θα περάσει απευθείας μέσα από τα κάγκελα, και μερικοί - μπούκλα. Έτσι σχηματίζονται δύο νέες δέσμες οι οποίες έξοδο το τρίψιμο σε μια ορισμένη γωνία προς την αρχική ακτίνα και βρίσκονται στις δύο πλευρές του. Εάν κάποιος έχει μια ακτίνα λέιζερ, για παράδειγμα, ένα αεροπλάνο κυματομέτωπο, τα δύο που σχηματίζεται από τις πλευρές της νέας δέσμης θα έχει επίσης μια επίπεδη μέτωπα κύματος. Έτσι, με πέρασμα μέσα από ένα φράγμα περίθλασης ακτίνας λέιζερ, έχουμε σχηματίσει δύο νέα μέτωπα κύματος (επίπεδη). Προφανώς, το φράγμα περίθλασης μπορεί να θεωρηθεί ως το πιο απλό παράδειγμα ενός ολογράμματος.

ολόγραμμα Εγγραφή

Η εξοικείωση με τις βασικές αρχές της ολογραφίας θα πρέπει να αρχίσει με μια μελέτη από τους δύο μέτωπα επίπεδο κύμα. Αλληλεπίδραση, αυτές σχηματίζουν ένα σχέδιο παρεμβολής, η οποία εγγράφεται σε μια τοποθετείται στο ίδιο μέρος όπου υπήρχε μια οθόνη, φωτογραφική πλάκα. Αυτό το στάδιο της διαδικασίας (η πρώτη) σε ολογραφία ονομάζεται μια εγγραφή (ή εγγραφή) του ολογράμματος.

Επαναφορά εικόνας

Υποθέτουμε ότι ένα από τα επίπεδα κύματα - Α, και το δεύτερο - V. Δηλαδή κύμα, και Β αναφοράς - το υποκείμενο, που ανακλάται από το αντικείμενο του οποίου η εικόνα είναι σταθερή. Μπορεί ουδόλως διαφέρει από το κύμα αναφοράς. Ωστόσο, κατά τη δημιουργία του ολογράμματος σχηματίζεται τρισδιάστατο πραγματικό αντικείμενο πολύ πιο περίπλοκη μέτωπο κύματος του φωτός που αντανακλάται από το αντικείμενο.

Το μοτίβο παρεμβολής, παρέχεται σε ένα φωτογραφικό φιλμ (δηλαδή, μια εικόνα του πλέγματος), - αυτή είναι η ολόγραμμα. Μπορεί να τοποθετηθεί στη διαδρομή της πρωτογενούς δέσμης αναφοράς (ακτίνα λέιζερ που έχει ένα επίπεδο μέτωπο κύματος). Σε αυτήν την περίπτωση, και οι δύο πλευρές σχηματίζονται 2 νέο μέτωπο κύματος. Το πρώτο από αυτά είναι ένα ακριβές αντίγραφο του εμπρόσθιου κύματος αντικείμενο της οποίας διαδίδεται στην ίδια κατεύθυνση με το κύμα W. Το παραπάνω στάδιο ονομάζεται ανακατασκευασμένη εικόνα.

Η ολογραφική μέθοδος

Το σχέδιο παρεμβολής, η οποία δημιουργείται από δύο αεροπλάνο συνεκτική κύματα είναι μετά την εγγραφή στη φωτογραφική πλάκα είναι μια συσκευή που επιτρέπει να ανακτηθεί το άλλο φωτισμού επιπέδου κύματος στην περίπτωση ενός από αυτών των κυμάτων. Η ολογραφική μέθοδος, έτσι έχει τα ακόλουθα βήματα: εγγραφή και επακόλουθη «αποθήκευση» του εμπρόσθιου κύματος του στόχου υπό τη μορφή ενός ολογράμματος (σχέδιο παρέμβασης) και την ανασύσταση της ανά πάσα στιγμή μετά την διέλευση διαμέσου του ολογράμματος κύματος αναφοράς.

Θέμα μετώπου κύματος μπορεί στην πραγματικότητα να είναι οποιαδήποτε. Για παράδειγμα, μπορεί να αντανακλάται από ένα πραγματικό αντικείμενο, ενώ αν πρόκειται για μια συνεκτική κύματος αναφοράς. Σχηματίζεται από τις δύο μέτωπα κύματος που έχει συνοχή, το σχέδιο παρέμβασης - αυτό είναι μια συσκευή που σας επιτρέπει να μετατρέψετε λόγω της διάθλασης του ένα από αυτά τα μέτωπα στην άλλη. Αυτό είναι όπου το κρυφό κλειδί για το φαινόμενο της ολογραφίας. Ο Dennis Gabor ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά αυτή την ιδιότητα.

Η εικόνα παρατήρηση που παράγεται από το ολόγραμμα

Στην εποχή μας, που άρχισε να χρησιμοποιείται μια ειδική συσκευή για την ανάγνωση ολογράμματα - ολογραφική προβολέα. Σας επιτρέπει να μετατρέψετε μια εικόνα από δύο έως τριών διαστάσεων. Ωστόσο, για να δείτε μια απλή ολόγραμμα, ολογραφική προβολέα δεν απαιτείται. Εν συντομία περιγράφει πώς να ασχοληθεί με τέτοιες εικόνες.

Για να παρατηρήσουμε σχηματίζεται η στοιχειώδης ολόγραμμα εικόνας, είναι αναγκαίο να το τοποθετήσει σε απόσταση 1 μέτρου από τον οφθαλμό. Μέσω φράγμα περίθλασης πρέπει να εξετάσει την κατεύθυνση στην οποία τα επίπεδα κύματα (ανακαινισμένο) που προέρχονται από αυτό. Λοιπόν, πώς ακριβώς εισάγετε επίπεδα κύματα στο μάτι του παρατηρητή, μια ολογραφική εικόνα είναι επίσης επίπεδη. Φαίνεται να μας λες «λευκό τοίχο» που φωτίζει ομοιόμορφα το φως που έχει το ίδιο χρώμα με το αντίστοιχο λέιζερ. Από συγκεκριμένες ενδείξεις η «Wall» στερείται, είναι αδύνατο να προσδιοριστεί πόσο μακριά είναι. Φαίνεται σαν να εξετάσουμε το που βρίσκεται στο άπειρο πάνω από τα τείχη, αλλά μπορείτε να δείτε μόνο μέρος της, η οποία είναι πιθανό να δούμε μέσα από ένα μικρό «παράθυρο» που είναι ένα ολόγραμμα. Ως εκ τούτου, ένα ολόγραμμα - είναι ομοιόμορφα φωτισμένη επιφάνεια στην οποία δεν μπορούμε να δούμε τίποτα άξιο προσοχής.

Το φράγμα περίθλασης (ολόγραμμα) μας επιτρέπει να παρατηρήσουμε μερικά απλά αποτελέσματα. Μπορούν να αποδείξουν τη χρήση των ολογραμμάτων και άλλου τύπου. Περνώντας μέσα από το φράγμα περίθλασης, η ακτίνα φωτός είναι διάσπαση, σχηματίζοντας δύο νέα δέσμη. Χρησιμοποιώντας ακτίνες λέιζερ μπορεί να φωτίσει κάθε φράγμα περίθλασης. Η ακτινοβολία θα πρέπει να είναι ένα διαφορετικό χρώμα από εκείνο που χρησιμοποιείται για την καταγραφή της. Η γωνία της κάμψης δοκού χρώμα εξαρτάται από το τι χρώμα έχει. Αν είναι κόκκινο (η μεγάλου μήκους κύματος), ένα τέτοιο δοκός κάμπτεται σε μία μεγαλύτερη γωνία από την μπλε ακτίνα, η οποία έχει το μικρότερο μήκος κύματος.

Μέσα από το τρίψιμο να παραλείψετε ένα μείγμα όλων των χρωμάτων, δηλαδή λευκό. Σε αυτήν την περίπτωση, κάθε συστατικό χρώμα του ολογράμματος λυγίζει υπό της δικής της γωνίας. Στο φάσμα εξόδου σχηματίζεται παρόμοια με τη δημιουργήθηκε πρίσματος.

Τοποθέτηση των τρίψιμο γραμμών

Εγκεφαλικά επεισόδια του φράγματος θα πρέπει να γίνει πολύ κοντά η μία στην άλλη ότι ήταν αισθητή κάμψη των ακτίνων φωτός. Για παράδειγμα, με την καμπυλότητα του κόκκινου δοκού κατά 20 ° είναι απαραίτητο ότι η απόσταση μεταξύ των αυλάκων δεν υπερβαίνει τα 0,002 mm. Αν τοποθετήσετε πιο στενά, μια αχτίδα φωτός αρχίζει να λυγίσει ακόμα περισσότερο. Για να «γράψει» απαιτείται μια δεδομένη πλάκα πλέγματος, η οποία μπορεί να καταγράφει τόσο λεπτή μέρη. Επιπλέον, είναι αναγκαίο να πλάκα στη διαδικασία της έκθεσης και παρέμεινε εντελώς ακίνητος κατά την εγγραφή.

Η εικόνα μπορεί να κηλιδωθεί πολύ ακόμα και με την παραμικρή κίνηση, σε τέτοιο βαθμό που θα ήταν εντελώς δυσδιάκριτες. Σε αυτή την περίπτωση, δεν βλέπουμε κανένα σχέδιο παρέμβασης, σε γυάλινη πλάκα, ολόκληρη η επιφάνεια ομοιόμορφα μαύρο ή γκρι. Φυσικά, σε αυτή την περίπτωση, δεν θα παίξει αποτελέσματα περίθλασης που δημιουργείται από ένα πλέγμα περίθλασης.

Μεταδόσιμο και αντανακλαστική ολόγραμμα

Εξετάσαμε την περίθλασης αναφέρεται ως ένα κιβώτιο, γιατί δρα υπό το φως περνά μέσα από αυτό. Εάν η αιτία της γραμμής πλέγματος δεν είναι στην διαφανή πλάκα, και στην επιφάνεια του καθρέφτη, παίρνουμε ένα φράγμα περίθλασης ανακλαστικότητα. Αντανακλά το φως σε διαφορετικές γωνίες σε διάφορα χρώματα. Ως εκ τούτου, υπάρχουν δύο ευρείες κατηγορίες ολογράμματα - ανακλαστικά και διαπερατό. Πρώτα παρατηρείται σε ανακλώμενο φως, και η δεύτερη - εν παρόδω.