Реферат на тему Как создать голограмму своими руками, ее назначение

Содержание:

Введение 3
1. Назначение и сферы применения голограмм 4
2. Как создать голограмму своими руками 17
Заключение 20
Список использованной литературы 22

Введение:

Голограмма — объемное реалистичное изображение, которое получается на стеклянной пластине.
Термин «голография» в 1947 году ввел Деннис Габор, венгерский ученый, получивший Нобелевскую премию по физике. Именно он изложил основные принципы голографии. Но изображения Габора отличались низким качеством, поскольку когерентным источником света — то есть источником с согласованным протеканием волновых процессов — были газоразрядные лампы с очень узкими линиями в спектре испускания. Поэтому голография активно не развивалась до 60-х годов прошлого века, то есть до изобретения лазера, который стали использовать как источник когерентного излучения. Уже в 1962 году Юрий Николаевич Денисюк, советский физик, предложил метод записи голограмм, который применяется до сих пор (разве что с небольшими усовершенствованиями).
Современная голограмма – это по сути трехмерная проекция объемного изображения конкретного предмета. 3D-голограмма уверенно осваивает самые различные сферы человеческой деятельности. Примеров тому множество. Один из них – голограммы в воздухе. Это голографические модели (масштаб 1:1) и 3D-пирамиды. На презентациях, конференциях, выставках и прочих мероприятиях различного уровня все чаще используются пространственные голограммы, которые создаются с помощью голографических проекторов. Простейший 3D-проектор можно сделать своими руками из обычного смартфона.
Целью данной работы является изучение назначения голограммы и способа ее создания своими руками. 

Заключение:

Современная голография — это особая технология фотографирования, с помощью которой получаются трехмерные (объемные) изображения объектов. Это стало возможным благодаря двум свойствам световых волн – дифракции (преломление, огибание) и интерференции (перераспределение интенсивности света при наложении нескольких волн).
Голограммы позволяют отражать объекты в трёхмерном пространстве даже без применения специальных очков. Такое изображение можно использовать на презентациях, деловых мероприятиях, в музеях, во флагманских магазинах — везде, где важно взаимодействие с объектом.
Сегодня существует два способа создания голограмм: компьютерный — для очков дополненной реальности и физический — для оптических дисплеев.
В физике голография — это особый фотографический метод, при котором сначала с помощью лазера регистрируются, а затем восстанавливаются максимально приближенные к реальным 3D-изображения. При освещении лазером голограммы формируют точный 3D-клон объекта и копируют его свойства. Например, изменение перспективы при перемещении смотрящего.
В самом элементарном случае испускаемый лазером луч расширяется и делится на две части. Одна часть падает на фотопластинку и отражается от зеркала — это опорный луч. Другая отражается от объекта и называется предметным лучом.
Оба пучка лучей должны иметь одинаковую длину волны и двигаться в одной фазе. Опорный и предметный лучи складываются на фотопластинке и образуют интерференционную картину (чередование повышенной и пониженной интенсивности света). При максимальной интенсивности эмульсия засвечивается сильнее, при минимальной — слабее.
Чтобы восстановить изображение, проявленную фотопластинку помещают в то же место, где она находилась при фотографировании, и освещают опорным пучком света. Часть лазерного пучка, которая освещала предмет, перекрывается.
Опорный пучок огибает (дифрагирует) на голограмме. В результате получается точно такая же волна, как у отражённого предмета. Эта волна и даёт изображение предмета.
Голограммы можно создавать, используя рентгеновское и ультразвуковое излучение. При этом получаются точнейшие копии внутренних органов. Это эффективнее, чем десяток МРТ-сканирований. Точнейшими копиями очень интересуются крупнейшие музеи мира.
Статичные голограммы используют давно и массово, а теперь физики хотят научиться копировать оптические образы в движении. Принципиально это возможно, но требует серьезного прогресса техники, в частности дисплеев с очень малым размером пикселя и более мощных процессоров.

Фрагмент текста работы:

1.                Назначение и сферы применения голограмм

Голографию изобрел (и придумал название) английский физик Деннис Габор в 1947, исследуя законы построения изображений в оптике и работая над совершенствованием электронного микроскопа. Он пришел к выводу, что зарегистрировать полное изображение предмета можно без объектива, используя только пучок когерентного монохроматичного света. Первые голограммы были получены им при помощи ртутной лампы, из спектра излучения которой «вырезалась» очень узкая полоса частот. Диаметр пучка составлял 1–2 микрона, а время экспозиции – несколько часов. Между источником света и фотопластинкой помещался либо прозрачный объект, либо предмет небольшого размера, так что излучение источника выполняло одновременно функции и предметного, и опорного пучков. Поэтому при восстановлении голограммы возникали сразу два изображения на одной линии, которые создавали взаимные помехи при регистрации[1]. Все это делало невозможным практическое применение голографии, и о ней надолго забыли.

После появления мощного источника когерентного света – лазера интерес к голографии вспыхнул вновь. В 1962 американские оптики и радиофизики Эммет Лейт и Дж. Юрис Упатниекс усовершенствовали схему Габора, разделив предметный и опорный пучки, которые стали теперь пересекаться непосредственно перед фотопластинкой. Это позволило, во-первых, голографировать непрозрачные предметы сложной формы, а во-вторых, разнести восстановленные изображения в пространстве. Схема Лейта – Упатниекса стала основой современных голографических установок.

В это же время на голографические методы записи изображения обратил внимание российский физик Ю. Н. Денисюка. До изобретения Денисюка ученые пользовались одним лучом как при записи, так и при воспроизведении голограмм, и они соответствовали лишь выбранному спектру лазера. Денисюк научился записывать изображения с помощью галогенной лампы, светодиода или просто солнечного света[2].

Процесс создания голографического изображения происходит следующим образом: запись происходит в абсолютной темноте. Лазерный луч проходит для расширения через систему линз, затем через стекло с эмульсией и освещает предмет, голограмму которого нужно создать. Часть волн отражается от предмета и возвращается обратно на пластинку.

[1] Смородинов Д.С. Изображающие свойства синтезированных и цифровых голограмм. Санкт-Петербург, 2016, — 51 с.

[2] Корешев С.Н. Основы голографии и голограммной оптики. Санкт-Петербург: Университет ИТМО, 2016. — 24 с.