Холография

Холографията (на гръцки: Όλος-holos — цял + γραφή-graphe — пиша) е метод, позволяващ да се запише и възстанови напълно вълновия фронт на вълна, разсеяна от обект, както по амплитуда, така и по фаза. Тя е науката, която се занимава със създаването на холограми – форма на изобразяване, която позволява записването и възпроизвеждането на триизмерни образи с помощта на лазер.

 Холограма може да бъде наречена всяка дифракционна решетка (решетка от множество повтарящи се елементи, чиито размери са сравними с дължината на вълната и се наблюдава явлението дифракция), чиято структура не е задължително за бъде правилна и повтаряща се. Холограмите не е задължително да бъдат записани чрез интерференцията на два светлинни снопа. Те могат да бъдат синтезирани чрез компютър. Холограмите могат да бъдат записани чрез интерференция и четени от електронна изчислителна машина. Както това става при холографските памети и при филтрите за разпознаване на образи.

 Холографската интерферометрия е интерференчен метод за регистриране интерференцията между две на вълни (най-разпространени са светлинните) - опорна и предметна. Дифрактиралите от обекта, осветен с кохерентна светлина (съгласувана по фаза, така че вълните за могат да интерферират), вълни представляват предметната вълна. Същия светлинен източник, с който е осветен обекта представлява опорната вълна, която е съгласувана по фаза с предметната вълна. Холографската техника може да бъде използвана и за съхраняване и обработка на информация.

Holomouse2
Две холограми
Holographic autoportrait, Sofia
Холографски автопортрет на проф. Венцеслав Съйнов, Национален политехнически музей

Исторически бележки

Теорията на холографията е създадена през 1947 г. от унгарския учен Денис Габор и е случайно откритие, направено в хода на изследвания, провеждани с цел усъвършенстване на електронната микроскопия. В основата на откритието е методиката за възстановяване на вълновия фронт на светлината, отразена или преминала през обекта на изобразяване. Практически холографията се развива едва в началото на 60-те години, след създаването на лазерите, които са мощни източници на кохерентна светлина, необходима за получаване и възстановяване на холографските образи. Понастоящем се изработват и холограми, чиято информация се възстановява с помощта на бяла светлина. Те са конструирани за пръв път от Денисюк на базата на прилагане на методите на Липман (цветна фотография на черно-бяла фотографска плака) в холографията. Холограми в бяла светлина се използват и като осигурителни елементи на лични документи, кредитни карти и др. – това са т.нар. дъгови холограми. При възстановяване на записани холограми по метода на Денисюк с бяла светлина се наблюдава оцветяване на изображението в различни цветове, които не съвпадат с естествените цветове на обекта. Този факт се обяснява с различните условия на интерференция за различните дължини на вълната, от които е съставена бялата светлина.

Съществуват и цветни холограми. За тяхното записване се използва зелен, червен и син лазер, които създават три интерференчни картини върху холографската плака. За правилното възстановяване на цветни холограми се използват отново три лазера — син, зелен и червен, всеки от които възстановява съответната холограма за всеки основен цвят или ако са отражателни (записани по метода на Денисюк) възстановяването се извършва с бяла – некохерентна светлина.

Физически принцип

Основава се на явлението интерференция на светлината. Две светлинни вълни интерферират и върху фотографска плака се записва както амплитудата (интензитета) на получената след интерференцията светлина вълна, така и нейната фаза. След експонирането на фотографския материал той се проявява. За да можем да наблюдаваме образа на записания обект трябва да осветим отново плаката с един от лъчите — наречен опорен. Опорният лъч при записа не идва от предмета. От предмета се разсейва другият лъч — наречен предметен.

Съществуват и така наречените "фазови" холограми. При тях фотографската плака е напълно прозрачна. Записването води само до изменение на дебелината на фотографската плака в зависимост от интезитета на светлината по време на записването на холограмата. Изображението се възстановява от "дефазирането" на опорният лъч от точките с различна дебелина подобно на дифракционната решетка. Фазовите холограми се отличават с по-високо качество и яркост.

Фотографски материали, използвани за холографски запис

Принципно, материалите използвани за холографски запис не се различават особено от обикновените материали използвани за фотография, но има някои съществени различия в крайните параметри. Поради тази причина за целите на холографията се използват специално синтезирани фотоматериали.

В холографията, както и при фотографските снимки се използват материали на основата на сребърен халогенид (най-често сребърен бромид). При синтеза на фотографската емулсия съществува правопропорционална зависимост между големината на кристала на сребърния халогенид и светлочувствителността. Поради тези причина, за традиционната фотография се прилагат мерки за "растеж" на кристалите на сребърния халогенид, за да се постигне високата им чувствителност позната от любителската фотография. В холографията обратно, необходими са мерки за избягване на големите сребърно-халогенидни кристали и стремежа те да бъдат възможно най-малки. Причината е, че за разлика от обикновеното фотографско изображение, където се записва проектираното с фотообектив плоско (двумерно) изображение директно върху фотоматериала в холографията се записва интерференчната картина между опорния сноп светлина и отразената от обекта "предметна" светлина. При този процес е нужна разделителна способност от няколостотин до няколко хиляди линии на милиметър. Това е възможно само при беззърнести или с изключително малък размер зърнистост фотографски материали.

Освен класическите регистриращи среди изградени на основата на сребърен халогенид за целите на холографията са синтезирани и множество други материали — например на основата на бихромиран желатин, фотополимер и др.

Най-използвани от тях са регистриращите среди на основата на бихромиран желатин. Основно тяхно предимство е липсата на зърнистост и висока дифракционна ефективност. Поради това холограмите записани на основата на бихромиран желатин имат изключително висока яркост и качество. Съществен недостатък на бихромирания желатин е много ниската чувствителност в сравнение със сребърния халогенид — порядък и повече. Затова за запис на големи холографски изображения на основата на бихромиран желатин са нужни скъпи мощни лазери. Друг недостатък е чувствителността на бихромирания желатин само към късите дължини на вълната - ултравиолетово, виолетово, синьо. За дължините от зеления спектър, чувствителността на бихромирания желатин рязко спада, като за жълтите, оранжевите и червените лъчи тя е на практика нулева. За да се коригира този проблем в емулсията на бихромирания желатин се вкарват специални багрила (сенсибилизатори), които поглъщат лъчите от зеления, жълтия и червения спектър и правят възможен записът на холограми с лазери, генериращи в областите на големите дължини на вълната. Въпреки това, чувствителността на бихромирания желатин към червената и зелена дължина на вълната остава няколко порядъка по-ниска от чувствителността към късите дължини от спектъра на светлината. Съществен недостатък на средите на основата на бихромиран желатин е и невъзможността за промишлено производство поради изключително краткия им срок на годност — от порядъка на няколко седмици, което допълнително ограничава масовата им употреба.

HVD

HVD (на английски: Holographic Versatile Disc, холографски многослоен диск) е технология на Optware Corporation – Япония, разработвана от 2004 до 2007 г.

Тази технология е оптична, подобно на CD, DVD, HD-DVD и Blu-ray диск. Холографският Многослоен Диск може да съхранява до 200 гигабайта (GB) информация, досега недостижимо от останалите формати. Технологията, която включва холография използва два лазера: един червен и един синьо-зелен. Те са закрепени на една подвижна глава, подобна на тази при познатите ни CD и DVD. Синьо-зеления лазер прочита информацията записана като смущения (промени) в повърхностния, холографски слой, а през това време червеният лазер прочита спомагателната (серво) информация от алуминиевия слой на дъното на диска като нормално CD. Спомагателната информация се използва, за да укаже позицията на четящата глава над диска, подобно на хард диска. При CD и DVD диска тази спомагателна информация е разположена между двоичната потребителска информация. Дихроично огледало (dichroic mirror), между холографския и алуминиевия серво-слой, пропуска червената светлина към дъното на диска и отразява синьо-зелената. Това предотвратява смущенията от пречупване на синьо-зелената светлина в дупките на алуминиевия слой. По този начин холографската технология напредва, тъй като вече няма твърде много смущения или недистиг на спомагателна (серво) информация.

HDV са несъвместими със CD и DVD форматите, но предимство на новата технология е повишеният капацитет и трансфер.

Дифракционна решетка

Дифракционната решетка е оптичен елемент, имащ периодична структура, с която светлината се разделя и дифрактира в няколко лъча, пътуващи в различни посоки. В резултат на това възниква характерно оцветяване (дифракционна картина). Посоките на тези лъчи зависят от ширината на процепите на решетката и дължината на вълната на светлината, така че решетката играе ролята на дисперсионен елемент. Поради тази си особеност, дифракционните решетки имат широко приложение при монохроматорите и спектрометрите.

Дифракционните решетки могат да бъдат пропускащи или (отразяващи). Съществуват и решетки, които модулират фазата, вместо амплитудата на попадащата светлина, често използвайки холография.Принципът на действие на дифракционната решетка е открит от Джеймс Грегъри около година след призмените опити на Исак Нютон, първоначално с естествени предмети като птичи пера. Първата дифракционна решетка, направена от човек, е дело на Дейвид Ритънхаус, който през 1785 г. във Филаделфия опъва косми между два фино резбовани винта. Експериментът е сходен с този на германеца Йозеф фон Фраунхофер, който през 1821 г. прави дифракционна решетка от метални нишки. След 1860-те години дифракционните решетки започват да се усъвършенстват от различни физици по света.

Когато се използва широкоспектърен източник на светлина (например с непрекъснат спектър), дифракцията е причина за наблюдаване на „цветовете на дъгата“. Пример за това са тясно разположените писти върху оптичните дискове за съхранение (CD, DVD). Много подобният ефект при тънки слоеве масло (бензин) във вода не е резултат от дифракция, а от интерференция на светлината при отражение от близко разположени различни слоеве.

Салвадор Дали

Салвадор Фелипе Хасинто Далѝ и Доменек (на испански: Salvador Felipe Jacinto Dalí I Domenech), известен с артистичното си име Салвадо̀р Далѝ, е испански каталунски художник сюрреалист, автор на световноизвестни произведения в областта на живописта, графиката, скулптурата, бижутерията, филми и книги. Художническите умения в неговите творби се приписват на влиянието и възхищението от майсторите на Ренесанса. Той е и много добър чертожник. Изгражда личен и твърде разпознаваем стил, който всъщност е доста еклектичен.

Далѝ има силно въображение и понякога необичайно поведение със забележителна склонност към нарцисизъм и мегаломания, които имат за цел да привлекат общественото внимание. Неговият ексцентризъм понякога привлича повече внимание от самото му творчество и критиците го тълкуват като рекламен трик. Далѝ проявява любов към всичко, което е позлатено, и прекомерна страст към лукса и ориенталската мода. Той дори си измисля арабско потекло.

Симон Форти

Симон Форти (на английски: Simone Forty) (родена през 1935 г.), е италиано-американска постмодерна художничка, танцьор, хореограф, и писател.

От 1950 г., Форти преподава семинари по целия свят, включително има представления в Лувъра в Париж, Музея на модерното изкуство в Ню Йорк, и Музей „Гети“ с основател Жан Пол Гети в Лос Анджелис. Форти е работила заедно с художници и композитори като Нам Джун Пайк, Стив Пакстън, Ла Монте Янг, Триша Браун, Шарлемание Палестайн, Питър Ван Райпер, Йоши Уада, и Робърт Морис, както и много други.

Слънце

Слънцето е звездата в центъра на Слънчевата система. То представлява почти идеална сфера, съставена от гореща плазма и магнитни полета. Диаметърът му е около 1 392 000 km, близо 109 пъти по-голям от този на Земята, а масата му (1.9891 × 1030 kg, 332 946 пъти повече от земната) съставлява около 99,86% от общата маса на Слънчевата система. От химическа гледна точка около три четвърти от масата на Слънцето е образувана от водород, а остатъкът е предимно хелий, като 1,69% от масата (или 5628 пъти повече от масата на Земята) са други по-тежки елементи, като кислород, въглерод, неон, желязо и други.Слънцето се класифицира по своя спектрален клас като G2V, като често се описва неформално като жълто джудже, защото видимото му излъчване е най-силно в жълто-зелената част на спектъра и защото, макар че цветът му е бял, от повърхността на Земята то обикновено изглежда жълто, заради разсейването на синята светлина в атмосферата. В сигнатурата на спектралния клас G2 показва, че повърхностната му температура е около 5778 K (5505 °C), а V – че Слънцето, както повечето звезди, е част от главната последователност и освобождава енергията си чрез ядрен синтез на водородни ядра в хелий. В своето ядро Слънцето преобразува по този начин 620 милиона тона водород всяка секунда. В миналото разглеждано от астрономите като малка и относително незначителна звезда, днес Слънцето се смята за по-ярко от около 85% от звездите в галактиката Млечен път, повечето от които са червени джуджета. Абсолютната величина на Слънцето е +4,83, но поради неговата голяма близост до Земята то е най-яркият обект в небето с видима величина -26,74. Горещата корона на Слънцето непрекъснато се разширява в пространството, създавайки слънчев вятър, поток от заредени частици, достигащ до хелиопаузата на близо 100 астрономически единици. Областта в междузвездната среда, образувана от слънчевия вятър, се нарича хелиосфера и е най-голямата непрекъсната структура в Слънчевата система.Слънцето се придвижва през Местния междузвезден облак в зоната на Местния мехур, част от вътрешния ръб на ръкава Орион на галактиката Млечен път. Сред 50-те най-близки звездни системи, разположени на разстояние до 17 светлинни години от Земята, Слънцето е на четвърто място по маса. То се движи в орбита около галактичния център на Млечния път на разстояние около 24 – 26 хиляди светлинни години, извършвайки едно завъртане по часовниковата стрелка, гледано от галактичния северен полюс, за около 225 – 250 милиона години. Тъй като галактиката се движи спрямо реликтовото излъчване със скорост 550 km/s в посока на съзвездието Хидра, резултантната скорост на Слънцето спрямо реликтовото излъчване е около 370 km/s в посока на съзвездията Чаша и Лъв.Светлината пътува от Слънцето до Земята за около 8 минути. Енергията на тази слънчева светлина поддържа почти целия живот на Земята чрез процеса на фотосинтеза и направлява климата на планетата. Силното въздействие на Слънцето върху Земята е известно от праисторически времена, като Слънцето е смятано от някои култури за божество. Точната научна представа за Слънцето се развива бавно, като дори през 19 век водещи учени познават зле неговото физично устройство и източника му на енергия. Познанието за Слънцето продължава да се развива и в наши дни, като някои аномалии в поведението му остават необяснени.

Стереоскопия

Стереоскопия е техника за постигане или подсилване на илюзията за дълбочина на образа чрез средства за стереопсис, предназначени за бинокулярно зрение. Думата стереоскопия произлиза от гръцки (στερεός (стереос) – „твърд, солиден“ и σκοπέω (скопео) – „да гледам“, „да видя“).

Повечето стереоскопични методи представят две отделни изображения за лявото и дясното око на зрителя. Тези двуизмерни изображения се комбинират в мозъка и така се създава илюзията за триизмерна дълбочина. В контраст на пригодените за показване на триизмерни изображения 3D дисплеи, тази техника се различава до известна степен от тях, позволявайки на наблюдателя да получава „повече информация“ относно показаните триизмерните обекти, движейки главата и очите си.

Фотосфера

Фотосфера – слоят от строежа на дадена звезда, който не е прозрачен и се приема за нейна повърхност. С други думи това е нивото, на което оптичната плътност на веществото става единица () за фотон с дължина на вълната равна на 500 нанометра (λ = 500 nm). (Фото означава светлина, а от там и терминът фотосфера.)

Фотосферата поглъща, а след това преизлъчва енегията, образувана от термоядрените реакции в недрата на звездата. Тя формира непрекъснатия спектър на дадена звезда. Преносът на енергия се осъществява чрез конвекция. Детайлните фотографии на Слънцето разкриват зърнистата структура на фотосферата му. По своята същност гранулите са огнени бури от горещ издигащ се газ в центъра и по-хладен в периферията. Всяка е с размери около 1000 километра в диаметър и съществува около осем минути. Създава се илюзия за „вряща” повърхност на Слънцето. Съществуват и свръхгранули, които достигат диаметри до 30 000 километра с продължителност на съществуване до 24 часа. Не се знае обаче, дали тези характеристики са типични и за други звезди.

Размерите на фотосферата зависят от прозрачността ѝ, следователно от плътността ѝ. За Слънцето дебелината на този слой е около 300 км, за белите звезди от главната последователност от спектрален клас A0V — ~1000 km, за гигантите от спектрален клас G — ~104-105km.

Слънчевата фотосфера е с температура от около 6000 градуса по Келвин, като расте в дълбочина. Това обуславя видимото потъмняване в края на Слънчевия диск, т.е. при еднаква оптична дължина пътят на излъчването от центъра на диска идва вертикално от голяма дълбочина, съответно от по-горещи слоеве на фотосферата, за разлика от излъчването от периферията на диска, идващо тангенциално от по-хладни външни слоеве. На повърхнстта на Слънцето се наблюдават също и мащабни области на понижение на температурата (до 1500 градуса) – слънчевите петна.

На други езици

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.