Что такое голограмма. Что такое голограмма и где она используется

Физические принципы

Рассеянные объектом волны характеризуются амплитудой и фазой. Регистрация амплитуды волн не представляет затруднений; обычная фотографическая пленка регистрирует амплитуду, преобразуя ее значения в соответствующее почернение фотографической эмульсии. Фазовые соотношения становятся доступными для регистрации с помощью интерференции, преобразующей фазовые соотношения в соответствующие амплитудные. Интерференция возникает, когда в некоторой области пространства складываются несколько электромагнитных волн, частоты которых с очень высокой степенью точности совпадают. Когда записывают голограмму, в определённой области пространства складывают две волны: одна из них идёт непосредственно от источника (опорная волна), а другая отражается от объекта записи (объектная волна). В этой же области размещают фотопластинку (или иной регистрирующий материал), в результате на этой пластинке возникает сложная картина полос потемнения, которые соответствуют распределению электромагнитной энергии (картине интерференции) в этой области пространства. Если теперь эту пластинку осветить волной, близкой к опорной, то она преобразует эту волну в волну, близкую к объектной. Таким образом, мы будем видеть (с той или иной степенью точности) такой же свет, какой отражался бы от объекта записи.

Источники света

Голограмма является записью интерференционной картины, поэтому важно, чтобы длины волн (частоты) объектного и опорного лучей с максимальной точностью совпадали друг с другом, и разность их фаз не менялась в течение всего времени записи (иначе на пластинке не запишется чёткой картины интерференции). Поэтому источники света должны испускать электромагнитное излучение с очень стабильной длиной волны в достаточном для записи временном диапазоне.

Крайне удобным источником света является лазер . До изобретения лазеров голография практически не развивалась (вместо лазера использовали очень узкие линии в спектре испускания газоразрядных ламп , что очень затрудняет эксперимент). На сегодняшний день голография предъявляет одни из самых жёстких требований к когерентности лазеров.

Чаще всего когерентность принято характеризовать длиной когерентности - той разности оптических путей двух волн, при которой контраст интерференционной картины уменьшается в два раза по сравнению с интерференционной картиной, которую дают волны, прошедшие от источника одинаковое расстояние. Для различных лазеров длина когерентности может составлять от долей миллиметра (мощные лазеры, предназначенные для сварки, резки и других применений, нетребовательных к этому параметру) до сотен и более метров (специальные, так называемые одночастотные лазеры).

История голографии

Первая голограмма была получена в 1947 году (задолго до изобретения лазеров) Деннисом Габором в ходе экспериментов по повышению разрешающей способности электронного микроскопа . Он же придумал само слово «голография», которым он подчеркнул полную запись оптических свойств объекта. К сожалению, его голограммы отличались низким качеством. Получить качественную голограмму без когерентного источника света невозможно.

Схема записи Денисюка

где λ - длина волны; d - толщина слоя; n - средний коэффициент преломления слоя; Λ - расстояние между интерференционными плоскостями.

Объёмными (толстыми) голограммами считаются такие, у которых Q > 10. И наоборот, голограмма считается тонкой (плоской), когда Q < 1.

Галогенсеребряные фотоматериалы

Основным фотоматериалом для записи голограмм являются специальные фотопластинки на основе традиционного бромида серебра. За счёт специальных присадок и специального механизма проявления удалось достичь разрешающей способности более 5000 линий на миллиметр, однако за это приходится платить крайне низкой чувствительностью пластинки и узким спектральным диапазоном (точно подобранным под излучение лазера). Чувствительность пластинок настолько низкая, что их можно выставить на несколько секунд под прямой солнечный свет без риска засветки.

Кроме того, иногда применяются фотопластинки на основе бихромированной желатины , которые обладают ещё большей разрешающей способностью, позволяют записывать очень яркие голограммы (до 90 % падающего света преобразуется в изображение), однако они ещё менее чувствительны, причём они чувствительны только в области коротких волн (синий и, в меньшей степени, зелёный участки спектра).

В России крупное промышленное (кроме некоторого количества мелких) производство фотопластинок для голографии осуществляет российская «Компания Славич ».

Некоторые схемы записи позволяют писать и на пластинках с меньшей разрешающей способностью, даже на обычных фотоплёнках с разрешением порядка 100 линий на миллиметр, однако эти схемы имеют массу ограничений и не обеспечивают высокого качества изображения.

Фотохромные кристаллы

Наряду с фотографическими мелкозернистыми галогенсеребряными средами, применяются так называемые фотохромные среды , изменяющие спектр поглощения под действием записывающего света.

KCl

Одними из эффективнейших среди фотохромных кристаллов являются щёлочно-галоидные кристаллы, из которых наилучшие результаты были получены на аддитивно окрашенных кристаллах хлорида калия (KCl). Голограммы, записанные на таких кристаллах, достигают 40 % относительной дифракционной эффективности при теоретически возможной в данной среде 60 %. При этом голограммы в данном материале весьма толстые (толщиной до нескольких миллиметров, и могут в принципе достигать единиц сантиметров). Голографическая запись в аддитивно окрашенных кристаллах KCl базируется на фототермическом F-X преобразовании центров окраски, то есть фактической коалесценции одиночных анионных вакансий в более крупные кластерные образования размером десятки нанометров . При этом голографическая запись в таких кристаллах реверсивна (обратима) и очень устойчива по времени .

Также возможна голографическая запись с помощью легирования кристаллов соответствующей примесью. Возможно использовать для этой цели эффект компенсационного влияния введенных в АО KCl катионных (ионы Са ++) и анионных (ионы ОН −) примесей на процесс фототермического преобразования F-центров. Показано, что просветление при этом в максимуме полосы поглощения F-центров достигает 90 % и не сопровождается образованием центров, обуславливающих поглощение в видимой области спектра. Разработан механизм такого влияния, основанный на фотохимических реакциях, конечные продукты которых поглощают в УФ-диапазоне. Обосновано, что ключевую роль в рассматриваемом явлении играют бивакансии и комплексы Са ++ (ОН −) 2 - катионная вакансия. На основе полученных результатов разработана новая фотохромная система для формирования голограмм, основанная на эффекте компенсации влияния катионных и анионных примесей .

Сегнетоэлектрические кристаллы

При голографической записи, в качестве регистрирующей среды, так же широко используются сегнетоэлектрические кристаллы. В основном это ниобат лития - LiNbO 3 . Явление изменения показателя преломления под действием света вызвано электрооптическим эффектом. При записи голограмм сегнетоэлектрические кристаллы обладают теми же преимуществами, что и фотохромные материалы. Кроме того, после множества циклов «запись - стирание» не наблюдается эффекта усталости. Поскольку получаемые голограммы являются фазовыми, их дифракционная эффективность может быть на порядок выше, чем у голограмм на фотохромных материалах.

Однако, эти кристаллы обладают недостатками присущими фотохромным материалам. Основной проблемой в данном случае является нестабильность голограммы, которая не фиксируется в отличие от обычных фотослоев. Другая трудность состоит в низкой величине голографической чувствительности.

Голографические фотополимерные материалы

В последние годы интенсивно разрабатываются регистрирующие среды на базе голографических фотополимерных материалов, представляющих собой многокомпонентную смесь органических веществ, нанесенную в виде аморфной пленки толщиной 10-150 мкм на стеклянную или пленочную подложку. Фотополимерные пленки менее дорогостоящие чем кристаллы ниобата лития, менее громоздки и имеют по сути большую величину изменения коэффициента преломления, что приводит к большим значениям дифракционной эффективности и большей яркости голограммы. Однако, с другой стороны ниобат лития, из-за его толщин, способен сохранять большие объемы информации, чем фотополимерные пленки толщины которых ограничены.

Поскольку фотополимеры не обладают зернистым строением, то разрешающая способность такого материала достаточна для сверхплотной записи информации. Чувствительность фотополимера сравнима с чувствительностью фотохромных кристаллов. Записанные голограммы являются фазовыми, что позволяет получать высокую дифракционную эффективность. Такие материалы позволяют хранить информацию длительное время, устойчивы к воздействию температур, а также отличаются улучшенными оптическими характеристиками.

См. также

Примечания

Ссылки

• Голография - Виртуальная Галерея - крупнейший в СНГ сайт, посвященный голографии
• Игорь Осколков Анимированная голография . Компьютерра (15 сентября 2009 года). Проверено 24 сентября 2009.

Литература

Ни один научно-фантастический фильм, в котором действие происходит как в ближайшем, так и в очень отдаленном будущем, не может обойтись без голографических устройств. Голограмма - это объемное трехмерное изображение, которое, собственно, и помогает героям футуристических миров общаться друг с другом. С другой стороны, все элементы научной фантастики рано или поздно становятся частью повседневной жизни - чего только стоят роботы и полеты в космос, о которых еще сто лет назад человечество только мечтало. Но насколько далеки от нас голограммы и можно ли сделать объемное изображение в домашних условиях без использования специального оборудования?

Будущее у порога

До настоящего времени это слово могло ассоциироваться с научно-фантастическими фильмами или книгами, но наука, как известно, развивается очень быстро, и голографические изображения в скором времени могут стать неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Каким прорывом для связи было создание телефона, сколько изменений привнесла технология сообщения при помощи онлайн-трансляции с веб-камеры! Трудно даже представить, что может дать будущим поколениям развитие голографических технологий. К примеру, почему бы и не пройтись вместе с другом, который живет за несколько тысяч километров от вас, по парку, используя такие устройства?

Механизм в действии

Конечно, все эти фантазии пока еще находятся в достаточно далекой перспективе. На сегодня в более узком, научном смысле голограмма - это особый вид фотографий, которые создаются при специальном освещении, подобие трехмерных изображений. Голографическую фотографию можно даже без особого труда создать на практике. Главное - это механизм создания многомерного, на первый взгляд, изображения. Обеспечивается голографический эффект при помощи полупрозрачного зеркала, разделяющего пучки лазерных излучений на два четких луча. Последние также называются учеными предметной и опорной волной. Первая волна отражает фотографируемый объект и попадает на пленку, а вторая встречает ее на самой пленке, обходя при этом предмет с других ракурсов. Вот так, в принципе, и создается 3D-голограмма. Если во время освещения полученной пленки направить на нее лазерное излучение с такими же по длине волнами, то оно будет преломляться в правильных конфигурациях. Ученые сейчас разрабатывают механизмы, способные передать голографические изображения при обычном свете, без особых преломлений лучей.

Многомерная Вселенная?

Голограмма - это уникальное изобретение человека. Фактически это трехмерное пространство, которое закодировано в плоском изображении. Угол и форма зрительного представления предмета будут изменяться относительно вашей точки зрения. Подобная идея наталкивает писателей-фантастов и некоторых совсем оригинальных ученых на то, что в нашем трехмерном мире также может содержаться бесконечное количество других измерений. Такая идея получила название «теория многомерного мира», и она активно разрабатывается и популяризируется в научно-фантастических произведениях уже много лет. Непосредственным истоком идеи о многомерности была теория струн, также очень популярная в современной физике. Если верить доводам ученых, поддерживающих теорию о многомерности, то сама наша Вселенная - голограмма, поскольку наш трехмерный мир - проекция многомерного пространства. Если возможно кодирование трехмерного изображения в двухмерном, то почему нельзя допустить, что трехмерное пространство, в котором мы воспринимаем реальность, в свою очередь, является проекцией чего-то большего?

Человеческий глаз и многомерность мира

С обычными фотографиями всегда все предельно просто. Глаз воспринимает изображение таким, какое оно есть только на плоскости. Фактически функцией глаза и является «фотографирование» реальности и передача этой информации в мозг, в то время как понятие трехмерности достигается за счет перемещения глаза или самого объекта. В свою очередь, лазерный свет голограммы воспроизводит все необходимые категории изображения - плотность, цвет, освещение - и дает полноценное изображение с любой точки, с которой можно на него смотреть.

До чего дошли современные технологии?

И все-таки, голограмма - это что? Лучше всего представить особенности инноваций в сфере передачи многомерного изображения позволят данные о современной стадии разработок голографических технологий.

Особенно отличаются в этой сфере, как и везде в футуристических технологиях, японцы. Отдельно следует отметить разработки компании Aerial Burton. Результатами исследований стало устройство, позволяющее создавать голограмму при помощи ионизации молекул воздуха. Обычно для создания трехмерной проекции необходима специальная среда, за счет которой лазер формирует изображение. Такой средой может быть и водяной пар, и брызги - вода прекрасно отражает изображение лучей. Японские ученые же смогли создать совершенно иной тип лазера, который добивается переноса изображения на молекулы воздуха, благодаря чему и расположена голограмма в воздухе. Долго, правда, этот лазер пока работать не может, вновь и вновь нужно повторять процедуру ионизирования молекул воздуха. Конечно, пока даже японская компания Aerial Burton смогла достичь только переноса в пространство нескольких светящихся точек, но сами технологии подают большие надежды. В скором времени трехмерные изображения могут появиться и в сфере развлечений, а наиболее далеко идущие предположения - это замена дорожных указателей на голограммы.

Голографический проектор - своими руками!

Но пока трехмерные изображения прямо в воздухе еще нам недоступны, голограмма на телефоне - вполне обыденная вещь. Все, что для этого требуется, несколько часов на создание специального голографического проектора при помощи подручных средств.

Голограмма, своими руками созданная, не потребует от вас большого количества сложных деталей и операций. В принципе, кроме смартфона с выходом в интернет и прозрачной коробочки от CD, ничего больше и не понадобится. От такого способа воссоздания голографических изображений без ума дети, так что, если вам нечем удивить ребенка, возьмите на заметку этот метод.

Алгоритм действий

Итак, берем прозрачную пластиковую коробочку от компакт-дисков, канцелярский нож или нож для стекла, обычные ножницы, линейку, небольшой рулон скотча и, конечно же, смартфон. При помощи линейки чертим на обычном листе бумаги очертание трапеции, придерживаясь следующих пропорций: нижняя основа - шесть сантиметров, верхняя - один. Высота при этом будет равна трем с половиной сантиметрам. Прикладывая такой трафарет к стенкам коробочки, вырезаем четыре фигуры. Скрепив их между собой при помощи обычного скотча или же суперклея, получите необходимую для проекции трапецию.

Невероятное зрелище

Ну вот, теперь и настал момент истины. Проектор готов, осталось только проиграть специально обработанное изображение или видеоряд, рассчитанный на трехмерное проектирование.

Огромным плюсом создания голограмм является то, что сделать это "чудо" может практически каждый в домашних условиях, даже если нет в наличии специального оборудования. Голограммы своими руками создать может каждый, это очень легко и просто!

Но многие всё ещё не до конца отдают себе отчёт в том, что это будущее, в общем-то, давно наступило – при чём не где-нибудь в «Аватаре», «Троне» или «Прометее», а в нашей с вами реальности. Знаете ли вы, что в скором времени исполняется 70 (!) лет с момента изобретения первой голограммы? Итак, ближе к делу… что вообще представляет собой эта технология?

Основной принцип

Голография (от древнегреческого бЅ…О»ОїП‚ ОіПЃО¬П†П‰, то есть «полное описание») – это особый метод фотографирования, при котором с помощью лазера регистрируется оптическое электромагнитное излучение объектов, после чего восстанавливаются в высшей степени реалистичные изображения трехмерных объектов.

Когда записывают голограмму, в определённой области пространства складывают две волны, полученные разделением одного и того же лазерного луча. При этом так называемая опорная волна идёт непосредственно от источника, а объектная волна отражается от предмета записи. В этой же области размещают фотопластинку, на которой возникает сложная картина полос потемнения, соответствующих распределению электромагнитной энергии (картине интерференции) в этой области пространства.

Проще говоря, то же самое происходит с обычной фотоплёнкой. Но если изображения с последней необходимо распечатывать на бумаге, то с голограммой всё проще и быстрее. Достаточно снова осветить фотопластинку волной, близкой к опорной, и она преобразует её в волну, близкую к объектной. Таким образом, мы будем видеть (с той или иной степенью точности) такой же свет, какой отражался бы от объекта записи – хотя самого объекта в пространстве нет.

Открытие

Первая голограмма была получена в 1947 году Деннисом Габором в ходе экспериментов по повышению разрешающей способности электронного микроскопа. Он же придумал само слово «голография», которым хотел подчеркнуть полную запись оптических свойств объекта. К сожалению, его голограммы отличались низким качеством, поскольку в качестве когерентного источника света Габор использовал единственно доступные ему газоразрядные лампы с очень узкими линиями в спектре испускания. Но это ни коим образом не умаляет значения его работы, за которую автор получил Нобелевскую премию по физике в 1971 году.

После революционного изобретения в 1960 году рубиново-красного (длина волны 694 нм) и гелий-неонового (длина волны 633 нм) лазеров, голография начала интенсивно развиваться. Уже через пару лет известный российский учёный Юрий Денисюк разработал метод записи отражающих 2-D голограмм на прозрачных фотопластинках, позволяющих записывать голограммы самого высокого качества.

Эволюция

В 1977 году Ллойд Кросс создал так называемую мультиплексную голограмму – или, как мы говорим сегодня, изображение в 3-D формате. Оно принципиально отличается от всех остальных голограмм тем, что состоит из десятков или даже сотен отдельных плоских ракурсов, видимых под разными углами. Такая голограмма, естественно, не имеет вертикального параллакса (иными словами, нельзя посмотреть на объект сверху и снизу), но зато размеры записываемого объекта не ограничены длиной когерентности лазера (которая редко превышает несколько метров, а чаще всего составляет всего несколько десятков сантиметров) или размерами фотопластинки.

Кроме того, это новшество позволяет оторваться от скучной реальности и с головой окунуться в мир фантазий, создавая голограммы несуществующих объектов. Достаточно нарисовать или смоделировать на компьютере придуманный объект с множества различных ракурсов. Мультиплексная голография превосходит по качеству все остальные способы создания объёмных изображений на основе отдельных ракурсов, однако по состоянию на сегодняшний день она всё ещё уступает в плане реалистичности традиционным методам голографии.

Носители информации

Основным фотоматериалом для записи голограмм являются специальные фотопластинки на основе традиционного бромида серебра, позволяющих достичь разрешающей способности более 5000 линий на миллиметр. Иногда применяются фотопластинки на основе бихромированной желатины, которые обладают ещё большей разрешающей способностью, позволяя записывать очень яркие голограммы (до 90 % падающего света преобразуется в изображение).

Существует метод записи с помощью щёлочно-галоидных кристаллов (хлорид калия и другие). В последние годы также интенсивно разрабатываются регистрирующие среды на базе голографических фотополимерных материалов. Эту многокомпонентную смесь органических веществ наносят в виде тончайшей плёнки на стеклянную или плёночную подложку. Такие носители менее дорогостоящие и громоздкие, однако вмещают меньшее количество информации с сравнении с кристаллическими аналогами.

Голограмма в домашних условиях

Сегодня любой желающий может записывать голограммы среднего качества в домашних условиях без использования специального оборудования. Для этого достаточно создать некий каркас, на котором будут неподвижно установлены лазер, фотопластинка (как правило, ПФГ-03М) и выбранный объект записи.

Самым простым в использовании и доступным источником когерентного света являются лазерные указки. После откручивания или отпиливания фокусирующей луч линзы указка начинает светить подобно фонарику. Это позволяет осветить фотопластинку и объект, расположенный за ней. Необходимо только зафиксировать каким-либо образом (например, бельевой прищепкой) кнопку указки во включённом состоянии.

Но, с другой стороны, в подобных ухищрениях уже нет необходимости – ведь первая версия голографических смартфонов «Takee 1» был официально представлен миру ещё в 2014 году компанией «Estar Technology». Устройство отслеживает положение глаз пользователя при помощи фронтальной камеры и 4 дополнительных фронтальных модулей, и создаёт голографические 3D-изображения, для просмотра которых не нужны очки.

В век современных компьютеров новые технологии шагают все дальше и дальше. Люди привыкли видеть голографические картинки на игрушках, на одежде, на упаковках. Но многие ли знают, что уже существует 3D проектор, который создает видимые глазу без специальных очков голографические изображения?

Голограмма - это что?

Хорошая упаковка продукции - это ни больше ни меньше как лицо бренда или компании. Разумеется, товар встречают по «одежке», а вот провожают уже по качеству. Тогда что такое голограмма на упаковке? Гарантия того, что покупатель приобретает качественный и оригинальный товар.

На сегодняшний день голографическое изображение на заказ не является особой редкостью, потому что есть множество причин использовать его как на упаковках, так и на картах товаров. Что такое голограмма? В первую очередь, отличный, а главное, эффективный способ защитить продукцию от подделок. Голограмма, фотопример которой представлен ниже, дает покупателям гарантию, что они приобретают настоящий товар, а не поддельный, ведь нелегально упаковку или карту, на которой имеется подобное изображение, подделать во много раз сложнее.

Где применяются голографические изображения?

Итак, голограмма - это гарантия Кроме того, это отличный способ защитить товары или документы от подделки. Например, голограмма в трудовой книжке. Подобного рода изображения на упаковках способны сохранить продукцию от вскрытия. Защита пластиковых банковских карт также происходит с помощью голограммы. Эти изображения эффективно повышают возможности брендинга. Кроме того, голограмма - это один из способов улучшить внешний

Изготовление голограмм

Естественно, что разработка и изготовление подобного изображения проводятся строго индивидуально. Почему? Потому что голограмма - это своеобразный замок. А если все замки являются копиями друг друга, то и подобрать ключ (то есть изготовить подделку) не составит большого труда. Поэтому с целью повышения уровня защиты того или иного товара необходимо создавать каждый логотип с нуля.

Изготовление голограмм - достаточно сложный процесс, ведь они бывают разных типов. К примеру, саморазрушающиеся изображения. Неоднократно наблюдались случаи, когда мошенники скупали большое количество товара, снимали этикетки и клеили на их место поддельные голограммы. Чтобы это предотвратить, в ход пошла саморазрушающаяся голограмма. Это значит, что если наклейку один раз сняли, то ее невозможно будет использовать во второй раз. Вследствие этого вероятность подделки товара снижается.

Интересно то, что голограмма фото также подлежит изготовлению. То есть, если у вас есть любимая фотография, то вы можете заказать ее голографическое изображение. Единственное «но» - оно все равно будет выглядеть плоским, так как третье, отсутствующее, измерение на бумаге не сможет восполнить даже голографическая съемка.

3D проектор - что это?

На сегодняшний день уже изобретен 3D проектор, или система трехмерного проецирования, которая позволяет создать реалистичные изображения в пространстве, способные двигаться. Это могут быть фотографии или чертежи любых предметов или даже изображения людей. Диапазон, который может вместить подобная 3D голограмма, варьируется от размеров баскетбольного мячика до габаритов танка в масштабе 1:1.

Кроме того, подобная технология - это не просто показ трехмерных изображений. Она позволяет взаимодействовать людям и виртуальным объектам. К примеру, человек может повернуть изображение, наглядно показать, как действует виртуальная система и прочее.

Зачем нужен 3D проектор? Чем он полезен?

При 3D показе зрителям вовсе не обязательно сидеть в специальных очках. Все действия происходят как в реальности, только в виртуальной среде. И предметы, и людей зритель видит объемными, независимо от расстояния от человека до изображения и угла наблюдения. И все это доступно и без 3D очков!

Помимо всего прочего, подобный проектор является визуализатором самых смелых идей. Он позволяет показать зрителю все что угодно, и при этом максимально реалистично, потому что изображение имеет разрешение Full HD, вне зависимости от его размера.

Визуализация человека, который по каким-либо причинам не смог приехать на мероприятие

3D проектор позволяет максимально реалистично показать того человека, который не смог присутствовать на встрече. В этом случае «реалистично» - значит так, будто бы человек стоит сейчас на сцене и разговаривает с залом. То есть очень живо и правдоподобно.

Поэтому даже если у реального выступающего нет возможности участвовать в шоу, его голограмма блестяще справится и без него. Причем копия будет действовать абсолютно так же, как и оригинал, к примеру, взаимодействовать с предметами, свободно расхаживать по сцене, обращаться к аудитории, танцевать, петь и прочее.

В зрительном зале даже могут не распознать подобную подмену и не догадываться, что перед ними копия, до тех пор, пока в их не появится двойник.

Показать зрителю то, что не вмещается в зрительном зале без материальных и денежных затрат

С помощью 3D технологии легко можно показать предметы, обладающие значительным весом, громоздкие и сложные для транспортировки. В этом случае использовать трехмерное изображение предмета куда проще, удобнее и рациональнее, чем оригинальный объект. Представьте, что вам необходимо продемонстрировать, к примеру, танк времен Великой Отечественной войны, находясь в зале размером 10 на 10 метров, который, ко всему прочему, забит зрителями. Виртуальное изображение вы легко сможете прокрутить, уменьшить или увеличить.

На простых примерах показать нечто сложное

Вы сумеете без проблем продемонстрировать зрителю достаточно сложный объект, например, устройство механизма или целого комплекса.

Естественно, можно транспортировать и установить сложнейшее оборудование на вращающейся платформе. Включить опыт в сценарий лекции, хоть и с большими затратами сил, времени и нервов, предположим, можно. А вот с помощью 3D проектора вы сумеете разобрать сложную машину на составные части, выбрать определенную деталь и увеличить ее размеры, потом продемонстрировать зрителю, как работает именно она, кроме того, можно показать ее принцип работы в разрезе. 3D-технология позволяет все это сделать, не прикладывая усилия. Кроме того, деталь будет демонстрироваться в натуральном размере.

Наглядно показать несуществующее или невидимое

Для подавляющего большинства людей главный канал восприятия информации - зрение. Это делает наглядность одним из важнейших свойств новейших технологий, потому что с помощью нее можно показать зрителю все, что необходимо.

Наглядность особенно ценится в тех случаях, когда реальный объект показать невозможно, так как он мал или невидим. К примеру, можно продемонстрировать зрителям радиоизлучение телефона и его влияние на организм или показать, как происходит процесс заживления раны.

Восхитить зрителя - устроить зрелищное шоу

Довольно часто ораторы задаются целью удивить зрителя, показать ему то, чего он наверняка еще не видел. Обычно после постановки подобной задачи люди начинают ломать голову, что показать, а главное, как. Ведь в век Интернета удивить публику очень и очень непросто. С этой задачей вполне справится пара художников и 3D проектор.

Таким образом, можно сделать вывод, что технология голограмм и 3D технологии значительно шагнули вперед. Осталось только дождаться, когда подобное начнет внедряться в

Что такое голограмма?

Несмотря на то, что в наше время понятие голограммы приобрело оттенок некоего таинственного заклинания, призванного объяснить вся и все, само явление голографии весьма просто.

Для начала следует познакомиться с так называемыми стоячими волнами. Они возникают всякий раз, когда взаимодействуют (интерферируют) бегущие волны, обладающие одинаковой частотой. Это явление легко наблюдается на поверхности воды, возбуждаемой вибратором в нескольких точках. Там появляется рябь с весьма устойчивым узором, образованным областями интенсивных вертикальных движений (пучностями), отделенными друг от друга линиями спокойной воды (узлами). Совпадение частот у бегущих волн нужно как раз для того, чтобы пучности оставались на одном и том же месте. Поэтому они и называются стоячими волнами. Малейшее рассогласование частот приводит к тому, что узор теряет устойчивость.

Поскольку свет обладает волновой природой, ему также присуща интерференция. С изобретением лазеров появились надежные источники монохроматического когерентного излучения, то есть такого, когда свет описывается волной, обладающей четко определенной частотой, причем она сохраняется неизменной достаточно долгое время.

Рис.G.1 Голограмма-1. Для получения голограмм используют множество разных схем, общей чертой которых является единый луч лазера, разделенный надвое. Первая половина, называемая опорным лучом (на рисунке G.1 он обозначен буквой T), беспрепятственно освещает фотопластинку. Вторая половина, называемая предметным лучом (S), освещает объект и только после рассеяния на нем попадает на ту же фотопластинку.

Благодаря интерференции этих двух когерентных лучей, в пространстве между объектом и пластинкой возникает система стоячих электромагнитных волн. Их пучности засвечивают фотоматериал, а узлы оставляют его нетронутым. После проявки такая пластинка и становится голограммой.

Таким образом, условие когерентности необходимо только для того, чтобы за время экспозиции не смазался узор стоячих волн. Если бы экспозицию можно было сделать мгновенно, то не были бы нужны никакие лазеры. Тогда любая засвеченная фотопластинка оказывалась бы голограммой, так как мы живем посреди океана интерферирующих электромагнитных излучений. Только картина этой интерференции крайне изменчива, поэтому не удается получить ее четкий отпечаток на фотоэмульсии.

На приводимых здесь рисунках G.1 и G.2 показаны два случая.

Первый, когда опорный и предметный лучи остаются идентичными (объект голографирования отсутствует). Тогда фронты световых волн в обоих лучах остаются ненарушенными и их условно можно изобразить параллельными прямыми. При интерференции они дадут систему параллельных черно-белых полос. Как известно из классических опытов Юнга, такую систему полос порождают два точечных источника света.

Во втором случае предметный луч (S) претерпел рассеяние на объекте. Поэтому фронты световых волн в нем искажены. На голограмме возникает нерегулярный узор, не имеющий ничего общего с изображением объекта. Правда, при статистической обработке даже в этом хаосе удается выявить ряд закономерностей.

Самое интересное начинается, когда полученную голограмму вновь облучают опорным лучом (процедура “восстановления”). При этом лазерное излучение нужно только для облучения двумерных голограмм. Трехмерные, у которых толщина эмульсии превышает несколько длин волн излучения, можно облучать обычным белым светом.

Перед наблюдателем в тот же миг возникает объемное изображение объекта. Для двумерных голограмм оно черно-белое, для трехмерных - цветное! Сдвигаясь вправо-влево наблюдатель может в некоторой степени видеть обратную сторону объекта. Одного этого уже было бы достаточно для восторга. Но голограммы обладают многими другими замечательными свойствами.

Главная » Дети » Что такое голограмма. Что такое голограмма и где она используется