Холограми

Може да откриете холограми навсякъде около вас

За да видите холограма трябва само да погледнете шофьорската си книжка, личната или кредитната ви карта. Ако нямате книжка може да откриете холограми навсякъде около вас. Те са част от CD и DVD дисковете, както и по всичко, което се продава като „оригинално”. За нещастие, тези холограми – които са против фалшифициране – не са особено впечатляващи. Може да видите промяна на цветовете и формите, когато я движите напред-назад, но обикновено изглеждат като лъщящи картинки или размазани цветове.

Докато големите холограми, проектирани от лазери или в тъмни стаи от внимателно насочена светлина, са невероятни. Те са двуизмерни повърхности, които показват абсолютно точни триизмерни изображения на реални обекти. Дори не ви трябват специални очила за да видите тези триизмерни изображения.
Ако погледнете холограмата от различни ъгли ще видите обектите от различна перспектива, също както ако гледате реален обект. Някои холограми дори сякаш се движат когато се отдалечавате от тях и ги гледате от различни ъгли. Други пък си сменят цветовете или променят изображенията, в зависимост от това как ги гледате.

Холограмите притежават и други интересни качества. Ако я срежете на две, всяка половина ще съдържа цялото холографско изображение. Същото се получава и ако срежете малко парченце – дори малка част ще съдържа цялото изображение. Ако направите холограма от лупа, холограмата ще уголемява обектите.
Създаване на холограма

Не са нужни много неща за създаването на холограма. Може да я направите с:

• Лазер: Червените лазери, обикновено хелиево-йонните, често се използват в холографията.

• Лещи: Холографията често се нарича „фотография без лещи”, но за холограмата са нужни лещи. Лещата в камерата фокусира светлината, докато при холографията тя разпръсква лъча.

• Лъчев сплитер: Това е устройство, което използва огледала и призми за да разделя лъч светлина на две.

• Огледала: Насочват лъчите светлина. Огледалата трябва да са напълно чисти. Мръсотията и прахът, могат да развалят финалното изображение.

• Холографски филм: Холографският филм може да запише светлината с много висока резолюция, което е нужно за създаването на холограма. Той е слой от чувствителни на светлина химикали върху прозрачна повърхност, също като фотографския филм. Разликата е, че холографският филм трябва да може да записва много малки промени в светлината на микроскопични разстояния.

Има много различни начини за комбиниране на тези инструменти – ние ще разгледаме основния .

1. Лазерът се насочва към лъчевия сплитер, който разделя светлинния лъч на две части.

2. Огледалата насочват двата лъча към определените места.

3. Всеки от двата лъча преминава през разклоняващи лещи и се превръща в широк сноп светлина.

4. Единият лъч се отразява в обекта и във фотографската емулсия.

5. Другият лъч попада в емулсията като се отразява в огледало.

За получаването на добро изображение е нужно подходящо работно място. Колкото по-тъмна е стаята, толкова е по-добре. Добър вариант за малко светлина в стаята, без това да засегне холограмата са така наречените безопасни крушки. Понеже те обикновено са червени, специално за холографията се използват зелени и синьо-зелени.

Холографията изисква и напълно неподвижна повърхност – не трябва да вибрира ако се разхождате из стаята или когато премине кола отвън. Холографските лаборатории и професионални студия обикновено използват специално направени маси, които имат восъчен люспест слой върху пневматични крака. Намират се под повърхността на масата и поглъщат вибрациите. Може да си направите подобна маса като сложите надути вътрешни гуми върху маса и върху тях дебел слой пясък. Пясъкът и гумите ще поглъщат вибрациите.

За да е ясна холограмата трябва да намалите и вибрациите във въздуха. Климатиците могат да раздвижат въздуха наоколо, както и движението на тялото ви, дъхът ви и дори биенето на сърцето ви. Затова трябва да изключите всички затоплящи и охлаждащи въздуха системи и да изчакате няколко минути преди да започнете.
Холограмите и фотографията

Когато правите снимка с фотоапарат, четири неща се случват:

1. Отваря се затвора.
2. Светлината преминава през лещите и достига до фотографската емулсия върху част от филма.
3. Чувствителна на светлина смес, наречена сребърен халид, взаимодейства със светлината и записва амплитудата й.
4. Затворът се затваря.
Могат да се направят много промени по тези стъпки, като колко да се отваря затвора, колко лещите да уголемят сцената и колко допълнителна светлина да добавите. Но независимо от всички тези основни стъпки си остават същите. Когато проявите филма и принтирате снимката, очите и мозъкът ви възприемат светлината, което се отразява от снимката като представяне на истинското изображение.

Също като при снимките, холограмите са записаното отражение на светлината. Стъпките за направата им са подобни като тези при фотографията:

1. Затворът се отваря.
2. Светлината от първия лъч се отразява в обекта. Светлината от втория лъч преминава напълно обекта.
3. Светлината от двата лъча взаимодейства с фотографската емулсия, където чувствителната на светлина смес реагира с нея.
4. Затворът се затваря.

Също като при фотографията, резултатът е част от филм, на който е записана светлината. Когато проявите холограмата и я погледнете, това което ще видите е малко необичайно. Проявеният филм от фотоапарата показва негативен изглед на оригиналната сцена – светлите места са тъмни и обратното. Когато погледнете негатива пак можете да разберете какво е изобразено на него.

Но когато погледнете проявената холограма, няма да видите нищо, което да прилича на оригиналната сцена. Ще видите тъмна рамка от филм или разбъркани линии и завъртулки. Превръщането на този филм в изображение изисква правилното осветяване. Монохроматична светлина осветлява холограмта за да се образува изображението. Очите и мозъкът ви възприемат отблясъците и отраженията от холограмата като триизмерен обект. Холограмите на кредитните карти и стикерите са отразяващи холограми.

Трябва ви добър източник на светлина за да видите холограмата, защото тя записва фазата и амплитудата й като код. Вместо да записва прост модел на отразената светлина, тя записва интерференцията между двата двата лъча. Прави го като я записва като малки интерферентни ресни. Всяка ресничка може да бъде по-малко от дължината на вълната на светлината, използвана за създаването им. Декодирането на тези ресни изисква ключ – този ключ е правилната светлина.
Холограмите и светлината

Светлината е част от електромагнетичния спектър – състои се от високо-честотни електрични и магнитни вълни. Тези вълни са доста сложни, но може да си ги представите като вълните по водата. Имат дължина и амплитуда и вървят в права линия докато не срещнат препятствие. Препятствията могат да абсорбират или отразят светлината, а повечето обекти и двете. Отраженията от гладки повърхности са спекуларни или огледални, а при груби повърности са дифузни или разпръснати.

Дължината на вълната при светлината е разстоянието от едната вълна до другата. Това е свързано с честотата на вълната, или броят вълни, които преминават за определено време. Честотата на светлината определя цвета й и се измерва в цикли за секунда или херци (Hz). Цветовете в червения край на спектъра имат най-малка честота, а виолетовото най-голяма честота.  Амплитудата или височината на вълната на светлината съответства на нейната яркост.

Бялата светлина, като слънчевата, съдържа всички различни честотите на светлината във всички посоки, включително и онези, които са отвъд видимия спектър. Въпреки, че тази светлина ви позволява да видите всичко около вас, тя е относително хаотична. Съдържа много различни вълни с различна дължина, насочена в различни посоки.

Лазерната светлина от друга страна е подредена. Лазерите излъчват монохроматична светлина – тя има еднаква дължина на вълната и един цвят. Светлината от лазера е и последователна. Всички дължини и амплитуди на вълните са подредени. Вълните се подреждат пространствено или срещу вълната на лъча, както и по неговата дължина.

Можете да направите и видите снимка, използвайки бяла светлина, но за холограма, ще се нуждаете от лазер.
Ето какво се случва когато насочите лазер към холограмата:

1. Колона от светлина тръгва от лазера и преминава през лъчевия сплитер.
2. Двете колони се отразяват в огледалата и преминават през лещите.
3. Единият лъч се отразява в обекта и се комбинира с другия лъч върху холографския филм.

Има няколко неща относно първия лъч. Първо, обекта не е 100% отразяващ – той поглъща част от лазерната светлина, като променя наситеността на вълната. По-тъмните места по обекта поглъщат повече светлина, а светлите по-малко.

Повърхността на обекта е неравна на микроскопично ниво, дори да изглежда гладка за човешкото око, затова предизвиква дифузно отразяване. Разпръсква светлината на различни посоки. Това кара светлината, отразена от всяка част от обекта да достига всяка част от холографската плака. Затова холограмата е многослойна – всяка част от плаката съдържа информация за всяка част от обекта.

Графиките и оригиналната статия на английски език принадлежат на HowStuffWorks, Inc.