Ce este holografia, un fascicul laser monocromatic și coerent, o hologramă

La Muzeul Politehnic din Moscova există întotdeauna mulți oameni curioși în departamentul holografic. Porniți lumina de fundal și, în mod neașteptat, de la plăcile plate atârnate pe pereți, "ieșiți" vechile cupe, statui, arme. În exterior, ele nu se deosebesc de cele reale. Ele pot fi văzute din diferite părți, sunt tridimensionale.







Este greu de imaginat că aceste imagini sunt conținute în emulsia plăcilor fotografice. Dacă luăm în considerare o hologramă printr-un microscop, atunci o structură de zone întunecate și luminoase va fi vizibilă și numai. Cu toate acestea, prin iluminarea unei astfel de plăci, restabilim complet partea din față a undei luminoase reflectată odată de obiect.

Principalul lucru în obținerea unei holograme este un fascicul laser monocromatic și coerent. Placa fotografică este iluminată de un fascicul laser de referință și simultan de lumina reflectată de obiect. Un model de interferență apare în planul plăcii. Conține toate informațiile despre undele reflectate. Dacă ne arată acum placa și iluminarea raza laser a fasciculului de referință, Wavefront este restabilită datorită difracției razei laser pe hologramă.

Un model de interferență într-un volum mare de spațiu este posibil numai atunci când subiectul este iluminat de grinzi coerente. Prin urmare, holografia a început să se dezvolte odată cu apariția anilor '60. surse de lumină de înaltă coerență - lasere. În 1948, când savantul englez D. Gabor a propus o metodă holografică de obținere a imaginilor, doar câțiva specialiști știau despre asta. Holografia de azi este una dintre cele mai importante domenii ale opțiunii.

Există diferite modalități de obținere a hologramelor. Una dintre cele mai interesante este metoda propusă de omul de știință sovietic Yu N. Denisyuk. Holograma este înregistrată pe o placă fotografică cu un strat gros de emulsie, astfel încât grosimea sa este mult mai mare decât lungimea de undă a undei luminoase. Modelul de interferență a obiectului și a fasciculelor de referință are loc în grosimea emulsiei. În Muzeul Politehnic sunt prezentate holograme. Ele reproduc imaginea unui obiect când iluminează cu un iluminator convențional sau cu lumina soarelui. Structura unei astfel de holograme "selectează" razele necesare pentru a reconstrui frontul undei.







Hologramele sunt necesare nu numai pentru recrearea imaginilor obiectelor. Ele ajută la înregistrarea unei cantități uriașe de informații, sunt folosite pentru a corecta aberațiile (erorile imaginii) ale sistemelor optice, pentru a controla vibrațiile mașinilor.

Calculul teoretic dă dependența: pe suprafața unitară a hologramei N = 1 / H, se înregistrează 2 informații independente despre obiect. Astfel, 1 cm2 hologramei obținută prin radiația unui laser cu heliu-neon (X - 0632 micrometri) au 250 de milioane de informații independente .. Un număr mare de informații conținute în hologramă se manifestă prin complexitatea structurii sale. O persoană percepe o secțiune mult mai mărită a hologramei ca un set haotic de pietre cu diferite grade de înnegrire. Această impresie se datorează incapacității ochiului de a extrage din holograma destul de natural informațiile despre subiect.

Restaurarea unei imagini holografice este transformarea informațiilor dintr-o formă în alta, mai convenabilă pentru percepția umană sau pentru introducerea lor într-un calculator. Durata de recuperare a hologramei este foarte mică (până la 10-10 secunde). În consecință, holografia vă permite să înregistrați, să stocați și să convertiți foarte rapid o cantitate imensă de date.

Aceste caracteristici ale holografiei sunt folosite pentru a rezolva multe probleme tehnice și științifice. De exemplu, interferometrie holografica a permis metode de interferență a examina obiectele împrăștiind prolix lumina, pentru acoperit exemplu, construcții de coroziune de metal, grinzi de beton, anvelope și așa mai departe. N. Dacă doriți să studieze deformarea obiectului de o hologramă redusă sub imagine tridimensională și suprapusă cu obiectul în sine . În acest caz, obiectul și holograma sunt iluminate exact în același mod ca și în timpul achiziției hologramei. Acum, lumina imaginii și lumina reflectată de subiect se amestecă, deoarece sunt coerente. Dacă obiectul și-a schimbat puțin forma, atunci se observă diferența de cale între razele imaginii holografice și obiectul reflectat. Ca rezultat, apar paranteze de interferență care caracterizează schimbarea formei obiectului. Există o altă posibilitate de a observa interferențele holografice. Două holograme ale obiectului din două stări diferite sunt înregistrate secvențial pe placa fotografică. Când lustruirii „dubla“ a imaginii reconstruite a undelor holograme interferează, și pe suprafața obiectului apare, ca și în primul caz, imaginea în ceea ce privește modificarea stării sale.

Undele sonore coerente sunt cunoscute de mult timp, iar ultrasunetele pot "lumina" obiecte foarte mari. Principiile de obținere a hologramelor sonore și optice sunt aceleași, dar în loc de a schimba intensitatea luminii, oamenii de știință se confruntă cu o schimbare a presiunii. Undele sonore intră ușor în obiecte opace la lumină. Holografia acustică în viitor poate găsi aplicații în medicină, geofizică și metalurgie. Un doctor, cu ajutorul unei astfel de holograme, va putea să examineze organele interne ale unei persoane și un geofizician - să privească în intestinul Pământului.







Trimiteți-le prietenilor: