Holografie - to ... Představa, princip, aplikace

Holografický obraz dnešního dne se stále používá. Někteří se dokonce domnívají, že může nahradit známých komunikačních prostředků v průběhu času. To líbí nebo ne, ale nyní to je široce používán v různých průmyslových odvětvích. Například, všichni z nás jsou známé holografické samolepky. Mnoho výrobců jejich použití jako prostředku k ochraně proti padělání. Na fotografii níže ukazuje některé holografické samolepky. Jejich aplikace - velmi efektivní způsob, jak chránit zboží a dokumentů proti padělání.

Historie studia holografie

Trojrozměrný obraz získaný v důsledku lomu, začal studovat relativně nedávno. Nicméně, my můžeme mluvit o existenci historie jejího studia. Dennis Gabor, britský vědec, poprvé identifikován v roce 1948, je to holografie. Tento objev byl velmi důležitý, ale jeho největší hodnota v té době ještě nebyl zřejmý. Pracoval v roce 1950, výzkumníci trpěly nedostatkem světelného zdroje, který má soudržnost - velmi důležitou funkci pro rozvoj holografie. První laser byl vyroben v roce 1960. Pomocí tohoto zařízení je možné, že přijímá světlo, který má dostatečnou soudržnost. Juris Upatnieks a immet Leith, američtí vědci používají k vytvoření první hologram. S jejich pomocí získal trojrozměrné obrazy předmětů.

V následujících letech, studie pokračovat. Stovky výzkumných prací, které sledovaly koncept holografie, od té doby byla publikována, a publikoval mnoho knih o této metodě. Nicméně, tyto práce jsou určeny pro odborníky, a nikoliv běžného čtenáře. V tomto článku se budeme mluvit o všem srozumitelně.

Co je to holografie

Můžete nabídnout následující definici: holografie - byl získán fotografii laser objemového. Nicméně, tato definice není zcela uspokojivý, protože existuje mnoho dalších typů trojrozměrných obrazů. Nicméně, to odráží nejvýznamnější: holografie - jinou technickou metodu, která umožňuje „záznam“ vzhled objektu; to může pomoci získat trojrozměrný obraz, který vypadá jako skutečná věc; Použití laserů byla rozhodující pro jeho rozvoj.

Holografie a její aplikace

holografie studie pomáhá objasnit mnohé otázky spojené s běžnou fotografii. Jako výtvarném umění trojrozměrný obraz může dokonce napadat druhé, protože umožňuje, aby odrážely svět přesněji a správně.

Vědci někdy vyzařují éra v dějinách lidstva komunikačních prostředků, které byly v některých stoletích známy. Můžete říci například existovat v dávných hieroglyfů z Egypta, podle tohoto vynálezu v roce 1450 tiskařského lisu. V souvislosti s pozorovanými v současné době technologického pokroku, nových komunikačních prostředků, jako je TV a telefonem, dominantní postavení. Ačkoli princip Holografický je stále ještě v plenkách, pokud jde o jeho použití v médiích, není důvod se domnívat, že přístroj na jejím základě budou moci nahradit známých komunikačních prostředků v budoucnosti, nebo alespoň rozšířit rozsah jejich použití.

Sci-fi literatury a populární tisk často zobrazováni holografie ve špatném, zkreslené světla. Oni často vytvářejí špatnou představu o této metodě. Trojrozměrný obraz, viděl poprvé, fascinující. Ale neméně působivá je fyzikální vysvětlení principu svých zařízení.

Interferenční obrazec

Schopnost vidět objekty na základě skutečnosti, že světelné vlny jsou lomené nebo odráží se od nich, dostat se do našich očí. Odražené světlo od objektu, vyznačující se tím tvaru vlny z čela vlny, která odpovídá tvaru objektu. Obrázek tmavých a světlých pruhů (nebo linek) vytvořit dvě skupiny koherentních světelných vln, které interferují. To vytváří objem holografie. Datové lišty v každém případě obsahovat kombinaci, která závisí pouze na tvaru čela vln vln, které se navzájem ovlivňují. Takový obraz se nazývá interference. To může být pevné, například na fotografické desce, pokud jste to v místě, kde dochází k rušení vln.

Rozmanitost hologramů

Metoda umožňuje nahrávat (zaregistrovat) odraženého od vlny před objektem, a poté jej obnovit, aby měl divák pocit, že vidí skutečné věci, a je holografie. Tento efekt, což je způsobeno tím, že trojrozměrný obraz je získán ve stejném rozsahu jako skutečná věc.

Existuje mnoho různých typů hologramů, u kterých je snadné se dostat zmatený. Za účelem určení toho či onoho druhu, by měly být konzumovány čtyři nebo dokonce pět adjektiva. Ze všech svých setů, vezmeme v úvahu pouze základní třídy, která využívá moderní holografie. Nicméně, musíte nejprve mluvit trochu o této vlnové fenomén difrakce. Že nám umožňuje navrhnout (nebo spíše k rekonstrukci) čela vlny.

difrakce

Pokud je objekt v cestě světla, vrhá stín. Lehké ohýbá kolem objektu, přicházející částečně do stínu regionu. Tento efekt se nazývá difrakce. Ten je vzhledem k vlnové povahy světla, ale vysvětlit, že je poměrně obtížné přesně.

Jen ve velmi malém úhlu světla proniká do stínu regionu, takže jsme málem si toho nevšimla. Nicméně, pokud existuje množina malých překážek, vzdálenost mezi které představují jen několik délek světelné vlny na své cestě, tento efekt se stává docela nápadný.

V případě, že pád vlnoplochy připadá na jeden velký překážkou, „spadne“ příslušná část, která nemá vliv na zbývající plochu vlnoplochy. Pokud existuje spousta malých překážek v cestě, je modifikován difrakce, takže šíření světelné závory budou mít kvalitativně jinou vlnovou frontu.

Transformace je tak silná, že ani světlo začíná šířit v opačném směru. Ukazuje se, že difrakční nám umožňuje přeměnit původní vlnoplochy ve velmi odlišný od toho. To znamená, difrakce - mechanismus, kterým se dostaneme nový vlnoplochy. Zařízení popsané výše tím, že jej tvoří, označované jako difrakční mřížka. Řekneme více o tom.

difrakční mřížka

Jedná se o malý talíř s nanesených tenkými rovnoběžnými rovnými tahy (linky). Jsou od sebe vzdáleny o setinu nebo dokonce tisíciny milimetru. Co se stane v případě, že laserový paprsek na své cestě setká s mřížkou, která se skládá z řady fuzzy tmavých a světlých pásem? Součástí tohoto zákona bude procházet přímo skrz mříže, a některé z nich - lokny. Takto vytvořené dvě nové nosníky, jež vytékají z mřížka v určitém úhlu k původnímu nosníku a jsou umístěny po obou stranách jeho. Jestliže jeden má laserový paprsek, například, letadlo vlnoplochy, dva se tvořil po stranách nového svazku budou mít rovinný čela vln. Tak, průchodem přes difrakční mřížky laserového paprsku, vytvoříme dvě nové čela vlny (plochý). Zdá se, že difrakční mřížka může být považována za nejjednodušší příklad hologramu.

hologram Register

Seznámení se základními principy holografie by měl začínat studii dvou roviny vln frontách. Interagující, tvoří interferenční obrazec, který je zaznamenávána na umístěn na stejném místě, kde došlo k obrazovce, fotografickou desku. Tento stupeň způsobu (první) v holografie se nazývá záznam (nebo záznam) hologramu.

obnovit obrázek

Domníváme se, že jedním z rovinných vln - A, a druhý - V. Jmenovitě referenční vlny, a B - předmět, který se odráží od předmětu, jehož obraz je pevná. Je možné v žádném případě se liší od referenčního vlny. Nicméně, při vytváření hologramu je vytvořen trojrozměrný skutečný objekt podstatně složitější vlnoplochy světla odraženého od objektu.

Interferenční obrazec, za předpokladu, na fotografický film (tj obraz roštu), - to je hologram. Může být umístěn v dráze primárního referenčního svazku (laserový paprsek, který má rovinný čelo vlny). V tomto případě, obě strany jsou tvořeny 2 nové vlnoploch. První z nich je přesnou kopií objektu čela vlny, které se šíří ve stejném směru, jako je vlna W. Výše uvedený krok se nazývá rekonstrukci obrazu.

Holografický proces

Interferenční obrazec, který je vytvořen dvěma rovinnými koherentních vln je po záznamu na fotografické desce je zařízení umožňující získat zpět jinou rovinnou vlnu osvětlení v případě jednoho z těchto vln. Holografický proces, tak má následující kroky: registrace a následné „ukládání“ vlnové Před objektivem ve formě hologramu (interferenčního obrazce) a jeho rekonstituci kdykoliv po průchodu referenční vlnové hologramu.

Subject wavefront může být ve skutečnosti existuje. Například se může odrazit od reálného objektu, zatímco v případě, že je koherentní referenční vlnou. Tvořený jakýmikoliv dvěma wavefronts mají soudržnost, interferenční obrazec - jedná se o zařízení, které umožňuje převést vzhledem k ohybu jednoho z těchto frontách druhé. To je místo, kde skrytý klíč k fenoménu holografie. Dennis Gabor jako první objevil tuto vlastnost.

Pozorování obraz generovaný hologram

V dnešní době, to začalo být použita speciální zařízení pro čtení hologramů - holografický projektor. To umožňuje převést obraz ze dvou až tří-dimenzionální. Nicméně, abyste mohli jednoduchý hologram není nutná holografický projektor. Stručně popište, jak se vypořádat s těmito obrazy.

Zachovávat elementární hologram obraz je vytvořen, je nutné jej umístit ve vzdálenosti 1 m od oka. Prostřednictvím difrakční mřížka je třeba se dívat na směru, ve kterém jsou rovinné vlny (obnovené) z něho vychází. Tak, jak přesně rovinné vlny do oka pozorovatele, holografický obrázek je také plochá. Zdá se, že nám jako v případě „prázdnou zeď“, které rovnoměrně osvětluje světlo, která má stejnou barvu jako odpovídající laseru. Vzhledem k tomu, specifických známek to „Wall“ je zanedbané, že je nemožné určit, jak daleko to je. Zdá se, že jste se podívat na leží v nekonečnu nad zdí, ale můžete vidět pouze jeho část, která je možné vidět přes malé „okno“, které je hologram. Proto hologram - je rovnoměrně osvětlen povrch, na kterém nemůžeme nic vidět hodný pozornosti.

Difrakční mřížka (hologram) nám umožňuje sledovat několik jednoduchých efektů. Mohou demonstrovat využití hologramů a jiného typu. Procházející difrakční mřížka, je světelný paprsek je rozdělena, tvořící dvě nové paprsek. Použití laserové paprsky může osvětlit jakoukoliv difrakční mřížka. Radiace by měla mít jinou barvu ze které používají ve svém záznamu. Úhel ohybu barva světla závisí na tom, jakou barvu má. Pokud je červená (dlouholetou vlnová délka), takový svazek je ohnuta ve větším úhlu než modrou nosníku, který má nejmenší vlnovou délku.

Skrz mříž může přeskočit směs všech barev, tj bílé. V tomto případě je každá barevná složka hologramu ohýbá pod vlastním úhlem. Na výstupním spektru je vytvořena podobně vytvořeného hranolu.

Umístění z mřížkových čar

Tahy roštu by měly být velmi blízko u sebe, že je to patrné ohyb světelných paprsků. Například zakřivení červeného paprsku o 20 °, je nutné, aby vzdálenost mezi drážkami nepřesahuje 0,002 mm. V případě, že místo blíže, paprsek světla začne ohýbat ještě víc. Aby bylo možné „psát“ je nutná vzhledem k tomu, mřížka deska, která může nahrávat tak tenké díly. Kromě toho, že je třeba k desce v průběhu expozice a zůstala při registraci zcela nehybné.

Obraz může být rozmazaný hodně i při sebemenším pohybu, a to natolik, že by bylo naprosto k nerozeznání. V tomto případě, vidíme žádné interferenční obrazec, jen skleněné desky po celé ploše rovnoměrně černé nebo šedé. Samozřejmě, že v tomto případě nebude hrát difrakční efekty generované difrakční mřížkou.

Transmisivní a reflexní hologram

Zkoumali jsme ohybové mřížky se označuje jako předání, protože se jedná v světla procházejícího skrz něj. Je-li příčinou mřížové linky není na průhledné plochy, a na povrchu zrcadla, získáme difrakční mřížku odrazivost. To odráží světlo v různých úhlech v různých barvách. V souladu s tím, že jsou dvě široké třídy hologramů - reflexní a propustný. Poprvé pozorován v odraženém světle, a druhá - mimochodem.