Se strappi un ologramma a metà, puoi ancora vedere l'intera immagine in ogni pezzo. Lo stesso vale con pezzi sempre più piccoli. Se vuoi vedere un ologramma, non devi guardare molto più lontano del tuo portafoglio. Ci sono ologrammi sulla maggior parte delle patenti di guida, Carte d'identità e carte di credito. Se non hai l'età per guidare o utilizzare il credito, puoi ancora trovare ologrammi in giro per casa. Fanno parte del CD, DVD e confezione del software, così come quasi tutto ciò che viene venduto come "merce ufficiale".
Sfortunatamente, questi ologrammi, che esistono per rendere più difficile la falsificazione, non sono molto impressionanti. Puoi vedere i cambiamenti nei colori e nelle forme quando li sposti avanti e indietro, ma di solito sembrano solo immagini scintillanti o macchie di colore. Anche gli ologrammi prodotti in serie che presentano eroi di film e fumetti possono sembrare più fotografie verdi che incredibili immagini 3D.
D'altra parte, ologrammi su larga scala, illuminato con laser o visualizzato in una stanza buia con un'illuminazione attentamente diretta, sono incredibili. Sono superfici bidimensionali che si mostrano assolutamente precise, immagini tridimensionali di oggetti reali. Non devi nemmeno indossare occhiali speciali o guardare attraverso un View-Master per vedere le immagini in 3-D.
Se guardi questi ologrammi da diverse angolazioni, vedi oggetti da diverse prospettive, proprio come faresti se stessi guardando un oggetto reale. Alcuni ologrammi sembrano persino muoversi mentre li oltrepassi e li guardi da diverse angolazioni. Altri cambiano i colori o includono viste di oggetti completamente diversi, a seconda di come li guardi.
Gli ologrammi hanno anche altri tratti sorprendenti. Se ne tagli uno a metà, ogni metà contiene viste intere dell'intera immagine olografica. Lo stesso vale se ritagli un piccolo pezzo:anche un piccolo frammento conterrà ancora l'intera immagine. Oltre a ciò, se fai un ologramma di una lente d'ingrandimento, la versione olografica ingrandirà gli altri oggetti nell'ologramma, proprio come uno vero.
Una volta che conosci i principi alla base degli ologrammi, capire come possono fare tutto questo è facile. Questo articolo spiegherà come un ologramma, la luce e il tuo cervello lavorano insieme chiarire, Immagini 3D. Tutte le proprietà di un ologramma derivano direttamente dal processo utilizzato per crearlo, quindi inizieremo con una panoramica di ciò che serve per realizzarne uno.
Ringraziamenti speciali
Ringraziamenti speciali a Il dottor Chuck Bennett , Professore di Fisica presso l'Università della Carolina del Nord ad Asheville, per il suo aiuto con questo articolo.
Contenuti
Non ci vogliono molti strumenti per creare un ologramma. Puoi realizzarne uno con:
Ci sono molti modi diversi per organizzare questi strumenti:ci atterremo a una base ologramma di trasmissione configurazione per ora.
Nella prossima sezione esamineremo i requisiti dell'area di lavoro.
Trasmissione e riflessioneCi sono due categorie fondamentali di ologrammi:trasmissione e riflessione. Gli ologrammi di trasmissione creano un'immagine 3D quando la luce monocromatica, o luce che è tutta una lunghezza d'onda, li attraversa. Gli ologrammi di riflessione creano un'immagine 3D quando la luce laser o la luce bianca si riflette sulla loro superficie. Per amore della semplicità, questo articolo discute gli ologrammi di trasmissione visualizzati con l'aiuto di un laser, tranne dove diversamente indicato.
Puoi creare il tuo tavolo olografico usando camere d'aria e sabbia per smorzare le vibrazioni. Ottenere una buona immagine richiede uno spazio di lavoro adeguato. In alcuni modi, i requisiti per questo spazio sono più severi dei requisiti per la vostra attrezzatura. Più la stanza è buia, meglio è. Una buona opzione per aggiungere un po' di luce alla stanza senza alterare l'ologramma finito è una luce di sicurezza, come quelli usati nelle camere oscure. Poiché le luci di sicurezza della camera oscura sono spesso rosse e l'olografia utilizza spesso la luce rossa, ci sono luci di sicurezza verdi e blu-verdi realizzate appositamente per l'olografia.
L'olografia richiede anche una superficie di lavoro che possa mantenere l'attrezzatura assolutamente ferma:non può vibrare quando si cammina attraverso la stanza o quando le macchine passano all'esterno. I laboratori di olografia e gli studi professionali utilizzano spesso tavoli appositamente progettati su cui poggiano strati di supporto a forma di nido d'ape pneumatico gambe. Questi sono sotto la superficie superiore del tavolo, e smorzano le vibrazioni. Puoi creare il tuo tavolo olografico posizionando le camere d'aria gonfiate su un tavolo basso, quindi ponendovi sopra una scatola piena di uno spesso strato di sabbia. La sabbia e le camere d'aria svolgeranno il ruolo di alveari e supporti pneumatici del tavolo professionale. Se non hai abbastanza spazio per un tavolo così grande, puoi improvvisare usando tazze di sabbia o zucchero per contenere ogni pezzo di attrezzatura, ma questi non saranno stabili come una configurazione più grande.
Per creare ologrammi chiari, è necessario ridurre anche le vibrazioni nell'aria. I sistemi di riscaldamento e condizionamento possono soffiare l'aria intorno, e così può il movimento del tuo corpo, il tuo respiro e anche la dissipazione del tuo calore corporeo. Per queste ragioni, dovrai spegnere il sistema di riscaldamento e raffreddamento e attendere alcuni minuti dopo aver impostato l'attrezzatura per creare l'ologramma.
Queste precauzioni suonano un po' come un consiglio fotografico portato all'estremo:quando si scattano foto con una fotocamera, devi tenere pulita la tua lente, controllare i livelli di luce e tenere la fotocamera assolutamente ferma. Questo perché creare un ologramma è molto simile a scattare una foto con un livello di dettaglio microscopico. Vedremo come gli ologrammi sono come le fotografie nella prossima sezione.
Nella fotografia, la luce passa attraverso un obiettivo e un otturatore prima di colpire un pezzo di pellicola o un sensore fotosensibile. Quando scatti una foto con una cinepresa, quattro passaggi fondamentali avvengono in un istante:
Puoi apportare molte modifiche a questo processo, come quanto si apre l'otturatore, quanto l'obiettivo ingrandisce la scena e quanta luce extra aggiungi al mix. Ma non importa quali cambiamenti fai, i quattro passaggi fondamentali sono sempre gli stessi. Inoltre, indipendentemente dalle modifiche alla configurazione, l'immagine risultante è ancora semplicemente una registrazione dell'intensità della luce riflessa. Quando sviluppi la pellicola e fai una stampa dell'immagine, i tuoi occhi e il tuo cervello interpretano la luce che riflette dall'immagine come una rappresentazione dell'immagine originale. Puoi saperne di più sul processo in Come funziona la visione, Come funzionano le fotocamere e come funzionano le pellicole.
Come fotografie, gli ologrammi sono registrazioni di luce riflessa. Realizzarli richiede passaggi simili a quelli necessari per realizzare una fotografia:
In olografia, la luce passa attraverso un otturatore e lenti prima di colpire un pezzo di pellicola olografica sensibile alla luce. Proprio come con una fotografia, il risultato di questo processo è un pezzo di pellicola che ha registrato la luce in arrivo. Però, quando sviluppi la lastra olografica e la guardi, quello che vedi è un po' insolito. La pellicola sviluppata da una fotocamera ti mostra un negativo vista della scena originale:le aree che erano chiare sono scure, e viceversa. Quando guardi il negativo, puoi ancora avere un'idea di come fosse la scena originale.
Ma quando guardi un pezzo di pellicola sviluppato usato per fare un ologramma, non vedi nulla che assomigli alla scena originale. Anziché, potresti vedere un fotogramma scuro di pellicola o uno schema casuale di linee e vortici. Trasformare questo fotogramma di pellicola in un'immagine richiede il diritto illuminazione . In un trasmissione ologramma, la luce monocromatica risplende attraverso l'ologramma per creare un'immagine. In un riflessione ologramma, la luce monocromatica o bianca si riflette sulla superficie dell'ologramma per creare un'immagine. I tuoi occhi e il tuo cervello interpretano la luce che brilla attraverso o si riflette sull'ologramma come una rappresentazione di un oggetto tridimensionale. Gli ologrammi che vedi sulle carte di credito e sugli adesivi sono ologrammi di riflessione.
Hai bisogno della giusta fonte di luce per vedere un ologramma perché registra la luce fase e ampiezza come un codice. Invece di registrare un semplice schema di luce riflessa da una scena, registra il interferenza tra il raggio di riferimento e il raggio dell'oggetto. Lo fa come un modello di tiny frange di interferenza . Ogni frangia può essere inferiore a una lunghezza d'onda della luce utilizzata per crearle. La decodifica di queste frange di interferenza richiede una chiave:quella chiave è il giusto tipo di luce.
Prossimo, esploreremo esattamente come la luce crea frange di interferenza.
La riflessione della luce può essere speculare, a specchio (a sinistra), diffuso o disperso. Per capire come si formano le frange di interferenza sulla pellicola, devi sapere qualcosa sulla luce. La luce fa parte del spettro elettromagnetico -- è fatto di alta frequenza elettrica e magnetica onde. Queste onde sono abbastanza complesse, ma puoi immaginarli come simili alle onde sull'acqua. Hanno picchi e avvallamenti, e viaggiano in linea retta finché non incontrano un ostacolo. Gli ostacoli possono assorbire o riflettere leggero, e la maggior parte degli oggetti fa entrambe le cose. I riflessi da superfici completamente lisce sono speculare , o a specchio, mentre i riflessi dalle superfici ruvide sono diffondere , o dispersi.
La lunghezza d'onda della luce è la distanza da un picco dell'onda al successivo. Questo si riferisce alla frequenza dell'onda, o il numero di onde che passano in un punto in un dato periodo di tempo. La frequenza della luce ne determina il colore e si misura in cicli al secondo, o Hertz (Hz). I colori all'estremità rossa dello spettro hanno frequenze più basse, mentre i colori all'estremità viola dello spettro hanno frequenze più alte. ampiezza della luce, o l'altezza delle onde, corrisponde alla sua intensità.
bianco leggero, come la luce del sole, contiene tutte le diverse frequenze della luce che viaggiano in tutte le direzioni, compresi quelli che sono oltre lo spettro visibile. Sebbene questa luce ti permetta di vedere tutto ciò che ti circonda, è relativamente caotico. Contiene molte lunghezze d'onda diverse che viaggiano in molte direzioni diverse. Anche le onde della stessa lunghezza d'onda possono essere in modo diverso fase, o allineamento tra i picchi e le depressioni.
Laser leggero, d'altra parte, è ordinato. I laser producono monocromatico luce:ha una lunghezza d'onda e un colore. Anche la luce che esce da un laser è coerente. Tutti i picchi e gli avvallamenti delle onde sono allineati, o in fase. Le onde si allineano spazialmente, o attraverso l'onda del raggio, così come temporalmente, o lungo la lunghezza della trave. Puoi controllare Come funzionano i laser per vedere con precisione come fa un laser.
Nella prossima sezione esamineremo la riflessione della luce e la ridondanza.
Quando le onde luminose riflettono, seguono la legge della riflessione. L'angolo con cui colpiscono la superficie è uguale all'angolo al quale lo lasciano. È possibile realizzare e visualizzare una fotografia utilizzando la luce bianca non organizzata, ma per fare un ologramma, hai bisogno della luce organizzata di un laser. Questo perché le fotografie registrano solo l'ampiezza della luce che colpisce la pellicola, mentre gli ologrammi registrano differenze sia in ampiezza che in fase. Affinché il film registri queste differenze, la luce deve iniziare con una lunghezza d'onda e una fase attraverso l'intero raggio. Tutte le onde devono essere identiche quando lasciano il laser.
Ecco cosa succede quando accendi un laser per esporre una lastra olografica:
Ci sono un paio di cose da tenere a mente riguardo al raggio dell'oggetto. Uno è che l'oggetto non è riflettente al 100%:assorbe parte della luce laser che lo raggiunge, modificando l'intensità dell'onda oggetto. Le parti più scure dell'oggetto assorbono più luce, e le parti più leggere assorbono meno luce.
Oltre a ciò, la superficie dell'oggetto è ruvida a livello microscopico, anche se all'occhio umano sembra liscio, quindi provoca una riflessione diffusa. Diffonde la luce in ogni direzione seguendo il legge di riflessione . In altre parole, il angolo di incidenza, o l'angolo con cui la luce colpisce la superficie, è uguale al suo angolo di riflessione, o la luce alla quale lascia la superficie. Questa riflessione diffusa fa sì che la luce riflessa da ogni parte dell'oggetto raggiunga ogni parte della lastra olografica. Questo è il motivo per cui un ologramma è ridondante:ogni porzione della lastra contiene informazioni su ciascuna porzione dell'oggetto.
La lastra olografica cattura l'interazione tra l'oggetto e i raggi di riferimento. Vedremo come questo accade in seguito.
RidondanzaSe hai strappato a metà un ologramma di una maschera, potevi ancora vedere l'intera maschera in ciascuna metà. Ma rimuovendo metà dell'ologramma, rimuovi anche metà delle informazioni necessarie per ricreare la scena. Per questa ragione, la risoluzione dell'immagine che vedi in mezzo ologramma non è così buona. Inoltre, la lastra olografica non ottiene informazioni sulle aree che sono fuori dalla sua linea di vista , o bloccato fisicamente dalla superficie dell'oggetto.
L'emulsione fotosensibile utilizzata per creare ologrammi registra l'interferenza tra le onde luminose nei fasci di riferimento e dell'oggetto. Quando due picchi d'onda si incontrano, essi amplificare l'un l'altro. Questo è interferenza costruttiva. Quando un picco incontra un trogolo, si annullano a vicenda. Questo è interferenza distruttiva. Puoi pensare al picco di un'onda come a un numero positivo e al minimo come un numero negativo. In ogni punto in cui i due raggi si intersecano, questi due numeri si sommano, appiattendo o amplificando quella porzione dell'onda.
Questo è molto simile a quello che succede quando trasmetti informazioni usando le onde radio. Nelle trasmissioni radio a modulazione di ampiezza (AM), si combina un'onda sinusoidale con un'onda di ampiezza variabile. Nelle trasmissioni radio a modulazione di frequenza (FM), combini un'onda sinusoidale con un'onda di frequenze variabili. In entrambi i casi, l'onda sinusoidale è la onda portante che è sovrapposto a una seconda ondata che trasporta le informazioni.
Puoi visualizzare l'interazione delle onde luminose [b] immaginando le onde sull'acqua. In un ologramma, i due fronti d'onda luminosa che si intersecano formano uno schema di iperboloidi -- forme tridimensionali che sembrano iperboli ruotato intorno a uno o più punti focali. Puoi leggere di più sulle forme iperboloidali su Wolfram MathWorld.
La targa olografica, riposando dove i due fronti d'onda si scontrano, cattura un sezione trasversale, o una fetta sottile, di queste forme tridimensionali. Se questo suona confuso, immagina solo di guardare attraverso il lato di un acquario limpido pieno d'acqua. Se fai cadere due pietre nell'acqua alle estremità opposte dell'acquario, le onde si diffonderanno verso il centro in anelli concentrici. Quando le onde si scontrano, interferiranno in modo costruttivo e distruttivo l'uno con l'altro. Se hai scattato una foto di questo acquario e hai coperto tutto tranne una fetta sottile nel mezzo, quello che vedresti è una sezione trasversale dell'interferenza tra due serie di onde in una posizione specifica.
La luce che raggiunge l'emulsione olografica è proprio come le onde nell'acquario. Ha picchi e avvallamenti, e alcune delle onde sono più alte mentre altre sono più corte. L'alogenuro d'argento nell'emulsione risponde a queste onde luminose proprio come risponde alle onde luminose in una normale fotografia. Quando si sviluppa l'emulsione, le parti dell'emulsione che ricevono una luce più intensa si scuriscono, mentre quelli che ricevono una luce meno intensa rimangono un po' più leggeri. Queste aree più scure e chiare diventano le frange di interferenza.
Nella prossima sezione esamineremo il processo di sbiancamento dell'emulsione.
L'ampiezza delle onde corrisponde alla contrasto tra le frange. La lunghezza d'onda delle onde si traduce in forma di ogni frangia. Sia la coerenza spaziale che il contrasto sono un risultato diretto della riflessione del raggio laser sull'oggetto.
Trasformare queste frange in immagini richiede luce. Il guaio è che tutti i piccoli, le frange di interferenza sovrapposte possono rendere l'ologramma così scuro da assorbire la maggior parte della luce, lasciando passare ben poco per la ricostruzione dell'immagine. Per questa ragione, l'elaborazione dell'emulsione olografica spesso richiede sbiancamento usando un bagno di candeggina. Un'altra alternativa è usare una sostanza fotosensibile diversa dall'alogenuro d'argento, come gelatina bicromata, per registrare le frange di interferenza.
Una volta sbiancato un ologramma, è chiaro invece che scuro. Le sue frange di interferenza esistono ancora, ma hanno un'altra indice di rifrazione piuttosto che un colore più scuro. L'indice di rifrazione è la differenza tra la velocità con cui la luce viaggia attraverso un mezzo e la velocità con cui viaggia nel vuoto. Per esempio, la velocità di un'onda di luce può cambiare mentre viaggia attraverso l'aria, acqua, bicchiere, diversi gas e diversi tipi di film. Qualche volta, questo produce distorsioni visibili, come l'apparente piegarsi di un cucchiaio immerso in un bicchiere d'acqua mezzo pieno. Le differenze nell'indice di rifrazione causano anche arcobaleni sulle bolle di sapone e sulle macchie di olio nei parcheggi. In un ologramma sbiancato, le variazioni dell'indice di rifrazione modificano il modo in cui le onde luminose viaggiano e si riflettono sulle frange di interferenza.
Queste frange sono come un codice. ci vogliono i tuoi occhi, il tuo cervello e il giusto tipo di luce per decodificarli in un'immagine. Vedremo come questo accade nella prossima sezione.
Lente d'ingrandimento olograficaSe crei un ologramma di una scena che include una lente di ingrandimento, la luce del raggio dell'oggetto passa attraverso il vetro nel suo cammino verso l'emulsione. La lente d'ingrandimento diffonde la luce laser, proprio come farebbe con la luce normale. Questa luce diffusa è ciò che fa parte del modello di interferenza sull'emulsione.
È inoltre possibile utilizzare il processo olografico per ingrandire le immagini posizionando l'oggetto più lontano dalla lastra olografica. Le onde luminose riflesse dall'oggetto possono diffondersi ulteriormente prima di raggiungere il piatto. È possibile ingrandire un ologramma visualizzato utilizzando un laser con una lunghezza d'onda maggiore per illuminarlo.
Per saperne di più
In un ologramma di trasmissione, la luce che illumina l'ologramma proviene dal lato opposto all'osservatore. Le microscopiche frange di interferenza su un ologramma non significano molto per l'occhio umano. Infatti, poiché le frange sovrapposte sono sia scure che microscopiche, tutto ciò che è probabile che tu veda se guardi il film sviluppato di un ologramma di trasmissione è un quadrato scuro. Ma questo cambia quando la luce monocromatica lo attraversa. Ad un tratto, vedi un'immagine 3D nello stesso punto in cui si trovava l'oggetto quando è stato creato l'ologramma.
Molti eventi si verificano contemporaneamente per consentire che ciò accada. Primo, la luce passa attraverso una lente divergente, che fa sì che la luce monocromatica - o la luce che consiste in un colore di una lunghezza d'onda - colpisca simultaneamente ogni parte dell'ologramma. Poiché l'ologramma è trasparente, esso trasmette molta di questa luce, che passa inalterato.
Indipendentemente dal fatto che siano scuri o chiari, le frange di interferenza riflettere parte della luce. È qui che le cose si fanno interessanti. Ogni frangia di interferenza è come una curva, specchio microscopico. La luce che lo colpisce segue la legge della riflessione, proprio come ha fatto quando è rimbalzato sull'oggetto per creare l'ologramma in primo luogo. Il suo angolo di incidenza è uguale al suo angolo di riflessione, e la luce inizia a viaggiare in molte direzioni diverse.
Le frange di interferenza in un ologramma causano la dispersione della luce in tutte le direzioni, creazione di un'immagine durante il processo. Le frange diffrangono e riflettono parte della luce (riquadro), e parte della luce passa inalterata. Ma questa è solo una parte del processo. Quando la luce passa attorno a un ostacolo o attraverso una fessura, subisce diffrazione , o si diffonde. Quanto più un raggio di luce si diffonde dal suo percorso originario, il dimmer diventa lungo i bordi. Puoi vedere come appare usando un acquario con un pannello scanalato posizionato su tutta la sua larghezza. Se fai cadere un sassolino in un'estremità dell'acquario, le onde si diffonderanno verso il pannello in anelli concentrici. Solo un piccolo pezzo di ogni anello riuscirà a superare ogni fessura nel pannello. Ognuno di quei piccoli pezzi continuerà a diffondersi dall'altra parte.
Questo processo è un risultato diretto della luce che viaggia come un'onda - quando un'onda si muove oltre un ostacolo o attraverso una fessura, suo fronte d'onda si espande dall'altra parte. Ci sono così tante fenditure tra le frange di interferenza di un ologramma che si comporta come un reticolo di diffrazione , facendo apparire molti fronti d'onda che si intersecano in uno spazio molto piccolo.
Il reticolo di diffrazione e le superfici riflettenti all'interno dell'ologramma ricreare la trave dell'oggetto originale. Questo raggio è assolutamente identico al raggio dell'oggetto originale prima di essere combinato con l'onda di riferimento. Ecco cosa succede quando ascolti la radio. Il ricevitore radio rimuove l'onda sinusoidale che trasportava le informazioni modulate in ampiezza o in frequenza. L'ondata di informazioni ritorna al suo stato originale, prima che fosse combinato con l'onda sinusoidale per la trasmissione.
Il raggio viaggia anche nella stessa direzione del raggio dell'oggetto originale, diffondendosi mentre va. Poiché l'oggetto si trovava dall'altra parte della lastra olografica, il raggio viaggia verso di te. I tuoi occhi focalizzano questa luce, e il tuo cervello lo interpreta come un'immagine tridimensionale situata dietro l'ologramma trasparente. Questo può sembrare inverosimile, ma incontri questo fenomeno ogni giorno. Ogni volta che ti guardi allo specchio, vedi te stesso e l'ambiente dietro di te come se fossero dall'altra parte della superficie dello specchio. Ma i raggi di luce che creano questa immagine non sono dall'altra parte dello specchio, sono quelli che rimbalzano sulla superficie dello specchio e raggiungono i tuoi occhi. La maggior parte degli ologrammi si comporta anche come filtri colorati , quindi vedi l'oggetto dello stesso colore del laser utilizzato nella sua creazione piuttosto che del suo colore naturale.
Questa immagine virtuale proviene dalla luce che colpisce le frange di interferenza e si diffonde verso i tuoi occhi. Però, luce che colpisce inversione lato di ciascuna frangia fa l'opposto. Invece di salire e divergere, si muove verso il basso e converge. Si trasforma in una riproduzione focalizzata dell'oggetto -- a immagine reale che puoi vedere se metti uno schermo nel suo percorso. L'immagine reale è pseudoscopico , o capovolto in primo piano:è l'opposto dell'immagine virtuale che puoi vedere senza l'ausilio di uno schermo. Con la giusta illuminazione, gli ologrammi possono visualizzare entrambe le immagini contemporaneamente. Però, in alcuni casi, se vedi l'immagine reale o virtuale dipende da quale lato dell'ologramma è rivolto verso di te.
Il tuo cervello gioca un ruolo importante nella tua percezione di entrambe queste immagini. Quando i tuoi occhi rilevano la luce dall'immagine virtuale, il tuo cervello lo interpreta come un raggio di luce riflesso da un oggetto reale. Il tuo cervello usa molteplici segnali , Compreso, ombre, le posizioni relative di diversi oggetti, distanze e parallasse , o differenze di angoli, interpretare correttamente questa scena. Usa questi stessi spunti per interpretare l'immagine reale pseudoscopica.
Questa descrizione si applica agli ologrammi di trasmissione realizzati con emulsione agli alogenuri d'argento. Prossimo, esamineremo altri tipi di ologrammi.
Olografia e matematicaÈ possibile descrivere tutte le interazioni tra l'oggetto e le travi di riferimento, così come le forme delle frange di interferenza, utilizzando equazioni matematiche. Ciò rende possibile programmare un computer per stampare un motivo su una lastra olografica, creando un ologramma di un oggetto che in realtà non esiste.
Gli ologrammi trovati su carte di credito e altri oggetti di uso quotidiano sono prodotti in serie stampando il motivo dell'ologramma sulla pellicola. Immagine per gentile concessione di Dreamstime Gli ologrammi che puoi acquistare come novità o vedere sulla tua patente di guida sono riflessione ologrammi. Questi sono solitamente prodotti in serie utilizzando un metodo di stampaggio. Quando sviluppi un'emulsione olografica, la superficie dell'emulsione collassa mentre i grani di alogenuro d'argento sono ridotto all'argento puro. Questo cambia la consistenza della superficie dell'emulsione. Un metodo per produrre ologrammi in serie consiste nel rivestire questa superficie in metallo per rafforzarla, quindi usandolo per stampare il modello di interferenza in un foglio metallico. Un sacco di tempo, è possibile visualizzare questi ologrammi in normale luce bianca. Puoi anche produrre ologrammi in serie stampandoli da un ologramma principale, simile al modo in cui puoi creare molte stampe fotografiche dallo stesso negativo.
Ma gli ologrammi di riflessione possono anche essere elaborati quanto gli ologrammi di trasmissione di cui abbiamo già discusso. Ci sono molte configurazioni di oggetti e laser che possono produrre questi tipi di ologrammi. Uno comune è un in linea impostare, con il laser, l'emulsione e l'oggetto tutto in una riga. Il raggio del laser inizia come raggio di riferimento. Passa attraverso l'emulsione, rimbalza sull'oggetto dall'altra parte, e ritorna all'emulsione come il raggio dell'oggetto, creando uno schema di interferenza. Questo ologramma viene visualizzato quando la luce bianca o monocromatica si riflette sulla sua superficie. Stai ancora vedendo un'immagine virtuale, l'interpretazione del tuo cervello delle onde luminose che sembrano provenire da un oggetto reale dall'altra parte dell'ologramma.
Gli ologrammi di riflessione sono spesso più spessi degli ologrammi di trasmissione. C'è più spazio fisico per la registrazione delle frange di interferenza. Ciò significa anche che ci sono più strati di superfici riflettenti che la luce può colpire. Puoi pensare che gli ologrammi fatti in questo modo abbiano più strati che sono profonde solo circa mezza lunghezza d'onda. Quando la luce entra nel primo strato, parte di essa si riflette verso la fonte di luce, e alcuni continuano al livello successivo, dove il processo si ripete. La luce di ogni strato interferisce con la luce degli strati sopra di esso. Questo è noto come Effetto Bragg , ed è una parte necessaria della ricostruzione del raggio oggetto in ologrammi a riflessione. Inoltre, gli ologrammi con un forte effetto di Bragg sono conosciuti come di spessore ologrammi, mentre quelli con poco effetto Bragg lo sono magro.
L'effetto Bragg può anche cambiare il modo in cui l'ologramma riflette la luce, soprattutto negli ologrammi che è possibile visualizzare in luce bianca. A diversi angoli di visione, l'effetto Bragg può essere diverso per diverse lunghezze d'onda della luce. Ciò significa che potresti vedere l'ologramma come un colore da un'angolazione e un altro colore da un'altra angolazione. L'effetto Bragg è anche uno dei motivi per cui la maggior parte degli ologrammi innovativi appaiono verdi anche se sono stati creati con un laser rosso.
The famous hologram "The Kiss" shows a sequence of similar, stationary images. Your eye sees many frames simultaneously, and your brain interprets them as moving images. Image © 1996-2007 Holophile, Inc. In movies, holograms can appear to move and recreate entire animated scenes in midair, but today's holograms can only mimic movement. You can get the illusion of movement by exposing one holographic emulsion multiple times at different angles using objects in different positions. The hologram only creates each image when light strikes it from the right angle. When you view this hologram from different angles, your brain interprets the differences in the images as movement. It's like you're viewing a holographic flip book. You can also use a pulsed laser that fires for a minute fraction of a second to make still holograms of objects in motion.
Multiple exposures of the same plate can lead to other effects as well. You can expose the plate from two angles using two completely different images, creating one hologram that displays different images depending on viewing angle. Exposing the same plate using the exact same scene and red, green and blue lasers can create a full-color hologram. This process is tricky, anche se, and it's not usually used for mass-produced holograms. You can also expose the same scene before and after the subject has experienced some kind of stimulus, like a gust of wind or a vibration. This lets researchers see exactly how the stimulus changed the object.
Using lasers to make three-dimensional images of objects may sound like a novelty or a form of art. But holograms have an increasing number of practical uses. Scientists can use holograms to study objects in three dimensions, and they can use acoustical holography to create three-dimensional reconstructions of sound waves. Holographic memory has also become an increasingly common method of storing large amounts of data in a very small space. Some researchers even believe that the human brain stores information in a manner that is much like a hologram. Although holograms don't currently move like they do in the movies, researchers are studying ways to project fully 3-D holograms into visible air. Nel futuro, you may be able to use holograms to do everything from watching TV to deciding which hair style will look best on you.
To learn more about holograms, dig into the links that follow.
The First HologramDennis Gabor invented holograms in 1947. He was attempting to find a method for improving the resolution of electron microscopes. Però, lasers, which are necessary for creating and displaying good holograms, were not invented until 1960. Gabor used a mercury vapor lamp, which produced monochrome blue light, and filters make his light more coherent. Gabor won the Nobel Prize in Physics for his invention in 1971.
Originally Published:May 21, 2007
