4.8: Holography

Malengo ya kujifunza

Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

• Eleza jinsi picha tatu-dimensional imeandikwa kama hologramu
• Eleza jinsi picha tatu-dimensional inaundwa kutoka hologramu

Hologramu, kama ile iliyo kwenye Kielelezo\(\PageIndex{1}\), ni picha ya kweli ya tatu-dimensional iliyoandikwa kwenye filamu na lasers. Holograms hutumiwa kwa ajili ya pumbao; mapambo juu ya vitu vyema na inashughulikia gazeti; usalama kwenye kadi za mkopo na leseni za dereva (laser na vifaa vingine vinahitajika kuzaliana); na kwa hifadhi kubwa ya habari tatu-dimensional. Unaweza kuona kwamba hologramu ni picha ya kweli ya tatu-dimensional kwa sababu vitu hubadilisha nafasi ya jamaa katika picha inapotazamwa kutoka pembe tofauti.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Kadi za mkopo huwa na holograms kwa nembo, na kuwafanya vigumu kuzaliana. (mikopo: Dominic Alves)

Jina la hologramu linamaanisha “picha nzima” (kutoka holo ya Kigiriki, kama ilivyo kwa jumla) kwa sababu picha ni tatu-dimensional. Holography ni mchakato wa kuzalisha holograms na, ingawa zimeandikwa kwenye filamu ya picha, mchakato huo ni tofauti kabisa na kupiga picha ya kawaida. Holography inatumia kuingiliwa kwa mwanga au optics ya wimbi, wakati picha ya kawaida inatumia optics Kielelezo\(\PageIndex{2}\) kinaonyesha njia moja ya kuzalisha hologramu. Mwanga unaofaa kutoka laser umegawanyika na kioo, na sehemu ya nuru inayoangaza kitu. Salio, inayoitwa boriti ya kumbukumbu, huangaza moja kwa moja kwenye kipande cha filamu. Mwanga uliotawanyika kutoka kwenye kitu huingilia boriti ya kumbukumbu, huzalisha kuingiliwa kwa kujenga na uharibifu. Matokeo yake, filamu iliyo wazi inaonekana kuwa ya foggy, lakini uchunguzi wa karibu unaonyesha muundo wa kuingiliwa ngumu uliohifadhiwa juu yake. Ambapo kuingiliwa kulikuwa na kujenga, filamu (hasi kweli) ni giza. Holography wakati mwingine huitwa lens-chini ya kupiga picha, kwa sababu inatumia sifa za wimbi la mwanga, kama ikilinganishwa na kupiga picha ya kawaida, ambayo inatumia optics ya kijiometri na inahitaji lenses.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Uzalishaji wa hologramu. Nuru moja ya wavelength thabiti kutoka laser hutoa muundo wa kuingiliwa vizuri kwenye kipande cha filamu. Boriti ya laser imegawanywa na kioo kilichopigwa sehemu, na sehemu ya nuru inayoangaza kitu na salio linaangaza moja kwa moja kwenye filamu. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Mariana Ruiz Villarreal)

Mwanga unaoanguka kwenye hologramu unaweza kuunda picha tatu-dimensional ya kitu cha awali. Mchakato huo ni ngumu kwa undani, lakini misingi inaweza kueleweka, kama inavyoonekana kwenye Kielelezo\(\PageIndex{3}\), ambapo laser ya aina moja ambayo imefunua filamu sasa inatumiwa kuiangaza. Mikoa michache ya wazi ya filamu ni giza na kuzuia mwanga, wakati mikoa isiyo wazi huruhusu mwanga kupita. Filamu hiyo inafanya kazi kama mkusanyiko wa gratings ya diffraction na mifumo mbalimbali ya nafasi. Mwanga unaopitia hologramu hutenganishwa kwa njia mbalimbali, huzalisha picha zote za kweli na za kawaida za kitu kilichotumiwa kufichua filamu. Mfano wa kuingiliwa ni sawa na ule uliozalishwa na kitu. Kusonga jicho lako katika maeneo mbalimbali katika muundo kuingiliwa inakupa mitazamo tofauti, kama kuangalia moja kwa moja katika kitu ingekuwa. Hivyo picha inaonekana kama kitu na ni tatu dimensional kama kitu.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Hologram ya maambukizi ni moja ambayo inazalisha picha halisi na za kawaida wakati laser ya aina moja kama ile iliyo wazi hologramu inapitia. Diffraction kutoka sehemu mbalimbali za filamu hutoa muundo huo wa kuingilia kati ambao ulitengenezwa na kitu kilichotumiwa kuifichua. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Mariana Ruiz Villarreal)

hologramu mfano katika Kielelezo\(\PageIndex{3}\) ni maambukizi hologramu. Holograms ambazo hutazamwa na mwanga uliojitokeza, kama vile hologramu nyeupe za mwanga kwenye kadi za mkopo, ni hologramu za kutafakari na ni za kawaida zaidi. White holograms mwanga mara nyingi kuonekana kidogo blurry na upinde wa mvua edges, kwa sababu mifumo diffraction ya rangi mbalimbali ya mwanga ni katika maeneo tofauti kidogo kutokana na wavelengths yao tofauti. Matumizi zaidi ya holography ni pamoja na aina zote za hifadhi ya habari tatu-dimensional, kama vile ya sanamu katika makumbusho, masomo ya uhandisi ya miundo, na picha za viungo vya binadamu.

Iliyotengenezwa mwishoni mwa miaka ya 1940 na Dennis Gabor (1900—1970), ambaye alishinda Tuzo ya Nobel ya Fizikia ya 1971 kwa kazi yake, holography ikawa zaidi ya vitendo na maendeleo ya laser. Kwa kuwa lasers huzalisha mwanga wa wavelength moja-wavelength, mifumo yao ya kuingiliwa inajulikana zaidi. Usahihi ni mkubwa sana hata inawezekana kurekodi hologramu nyingi kwenye kipande kimoja cha filamu kwa kubadilisha tu angle ya filamu kwa kila picha mfululizo. Hivi ndivyo hologramu zinazohamia unapotembea nazo zinazalishwa-aina ya movie isiyo na lens.

Kwa namna hiyo hiyo, katika uwanja wa matibabu, holograms zimeruhusu maonyesho kamili ya holographic ya tatu ya vitu kutoka kwenye picha ya picha. Kuhifadhi picha hizi kwa matumizi ya baadaye ni rahisi. Kwa matumizi ya endoscope, high-azimio, picha tatu-dimensional holographic ya viungo vya ndani na tishu zinaweza kufanywa.