В индивидуальной исследовательской работе по физике на тему «Голография» автор рассматривает историю появления голографии и объясняет физические принципы данного явления, применение голографии. В работе дано определение понятия "голография" и рассмотрены сферы ее применения.

Подробнее о работе:

В рамках исследовательского проекта по физике о голографии и ее применении изучены способы получения голограмм, перечислены и охарактеризованы виды голографического оборудования, среди которых наиболее распространенные: голографическое оборудование MAX3D-Z7, голографическое оборудование DM 60Z, голографическое оборудование Holo HR-42. Автор объясняет принцип работы оборудования и особенности голограмм, полученных с их помощью.

В ходе учебного исследовательского проекта по физике «Голография и ее применение» учащийся провел исследование применения голографии в производстве и разных сферах деятельности. Таким образом, им было изучено взаимодействие голографии и медицины, голографии и спектроскопии, а также особенности применения голографии в рекламных акциях. При проведении практического эксперимента автор проекта сконструировал голографическую пирамиду и провел демонстрацию голографической пирамиды и голограммы с помощью 3D-программы.

Оглавление

Введение
1. Физические принципы голографии.
2. История голографии.
3. Способы получения голограмм.
4. Виды голографического оборудования.
4.1 Голографическое оборудование MAX3D-Z7.
4.2 Голографическое оборудование DM 60Z.
4.3 Голографическое оборудование Holo HR-42.
5. Голография в производстве.
5.1 Голография в медицине.
5.2 Голография в спектроскопии.
5.3 Голография в рекламных акциях.
6. Практическая работа.
6.1 Конструирование голографической пирамиды.
6.2 Демонстрация голографической пирамиды и голограммы.
Заключение
Список использованных источников

Проблема данного исследования носит актуальный характер в современных условиях. Об этом свидетельствует частое изучение поднятых вопросов.

Тема "Голография" изучается на стыке сразу нескольких взаимосвязанных дисциплин. Для современного состояния науки характерен переход к глобальному рассмотрению проблем тематики "Голография".

Вопросам исследования посвящено множество работ. В основном материал, изложенный в учебной литературе, носит общий характер, а в многочисленных монографиях по данной тематике рассмотрены более узкие вопросы проблемы "Голография". Однако, требуется учет современных условий при исследовании проблематики обозначенной темы.

Высокая значимость и недостаточная практическая разработанность проблемы "Голография" определяют несомненную новизну данного исследования.

Дальнейшее внимание к вопросу о проблеме "Голография" необходимо в целях более глубокого и обоснованного разрешения частных актуальных проблем тематики данного исследования.

Актуальность настоящей работы обусловлена, с одной стороны, большим интересом к теме "Голография" в современной науке, с другой стороны, ее недостаточной разработанностью. Рассмотрение вопросов, связанных с данной тематикой носит как теоретическую, так и практическую значимость.

В современном, быстро развивающемся мире все чаще человеку нужно отобразить объект в трех измерениях для более легкого понимания информации, объем которой постоянно растет. Будь то авиадиспетчер, врач или антрополог - всем поможет голография. Трехмерное изображение воздушного пространства в реальном времени упростит задачу авиадиспетчеру, поможет врачу без операций и облучения пациента осмотреть внутренности и поставить диагноз, упростит антропологу восстановление внешности по черепу. Тем не менее в наши дни мало кто представляет, что такое голография и где она может найти применение.

Голография - одно из наиболее перспективных направлений визуализации трехмерных объектов. Методы голографии (запись голограммы в

трехмерных средах, цветное и панорамное голографирование и т.д.) находят все большее развитие. Она может применяться в ЭВМ с голографической памятью, голографическом электронном микроскопе, голографическом кино и телевидении, голографической интерферометрии и т.д.

Термин «голография» был предложен английским ученым Д. Габором, который в 1947 г. получил первую голограмму. Сейчас этот термин у всех на слуху, а метод голографии находит широкое применение в разных областях науки, и, вполне возможно, что вскоре он войдет в повседневную жизнь.

Тем не менее, в наши дни мало кто (исключая, конечно, специалистов) представляет, что такое голография и где она может (или не может) найти применение. Массовая печать и научно-фантастическая литература часто преподносят голографию в довольно искаженном, неверном свете.

Нередко они создают неправильное представление об этом методе. Увиденная впервые голограмма завораживает, но физическое объяснение того, как она работает, производит не меньшее впечатление. Только после этого начинаешь понимать, как потенциальные возможности, так и пределы применимости голографии – не только сегодня, но и в будущем.

Поэтому, я поставил перед собой задачу: разобраться в том, что такое голография, каковы физические основы этого метода, чем голограмма отличается от фотографии. Особенное внимание хотелось бы уделить вопросам применения и развития голографии, ведь голографические технологии – это технологии будущего.

Голография основывается на двух физических явлениях - дифракции и интерференции световых волн. Интерференция – явление наложения двух (или нескольких) волн, в результате которого наблюдается их взаимное усиление или ослабление. Дифракция – явление, наблюдаемое при отклонении волн от прямолинейного распространения на краях препятствия.

Физическая идея состоит в том, что при наложении двух световых пучков, при определенных условиях возникает интерференционная картина, то есть, в пространстве возникают максимумы и минимумы интерференции. Для того чтобы эта интерференционная картина была устойчивой в течение времени, необходимого для записи голограммы, эти две световых волны должны быть когерентными.

Однако, процесс записи голограммы достаточно сложен и трудоемок. Если фотопластинка или объект во время экспозиции немного двигались (хотя бы на величину полуволны) или на линзах были пылинки или царапины, картина интерференции будет смазана, а это значит, что голограммы мы просто не получим.

Для экспозиций порядка минуты мы должны обеспечить высокую стабильность схемы. Это первейшее условие получения голограмм с помощью маломощных лазеров. Поэтому, первой задачей является конструкция «голографического стола».

Второй не менее важный момент: частота световой волны должна оставаться постоянной, иначе мы получим не стоячие, а бегущие волны интерференции. Картинку в этом случае зафиксировать так же не удастся. Поэтому для записи голограмм нужны лазеры – источники когерентного излучения.

Каждая точка фотоэмульсии будет фиксировать сложнейшую паутину интерференционной картины. Если осветить проявленную эмульсию светом того же источника, голограмма восстановит причудливую форму светового фронта, который при записи голограммы отражался от реального объекта.

Голограммы, записанные по этой схеме можно восстанавливать источником белого света.

Голография основывается на двух физических явлениях - дифракции и интерференции световых волн. Физическая идея состоит в том, что при наложении двух световых пучков, при определенных условиях возникает интерференционная картина, то есть в пространстве возникают максимумы и минимумы интенсивности света (это подобно тому, как две системы волн на воде при пересечении образуют чередующиеся максимумы и минимумы амплитуды волн).

Для того чтобы эта интерференционная картина была устойчивой в течение времени, необходимого для наблюдения, и ее можно было записать, эти две световых волны должны быть согласованы в пространстве и во времени. Такие согласованные волны называются когерентными. Если волны встречаются в фазе, то они складываются друг с другом и дают результирующую волну с амплитудой, равной сумме их амплитуд.

Если же они встречаются в противофазе, то будут гасить одна другую. Между двумя этими крайними положениями наблюдаются различные ситуации сложения волн. Результирующая сложения двух когерентных волн будет всегда стоячей волной. То есть интерференционная картина будет устойчива во времени. Это явление лежит в основе получения и восстановления голограмм.