Номер 6, страница 150 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

6. Поясните метод записи и считывания в голографии.

Голография — это метод получения объемных изображений объектов, основанный на регистрации, а затем восстановлении волнового фронта, отраженного от этих объектов. В отличие от фотографии, которая регистрирует только интенсивность (яркость) света, голография записывает и интенсивность, и фазу световой волны. Это позволяет воссоздать полную трехмерную картину.

Процесс голографии делится на два основных этапа: запись голограммы и восстановление (считывание) изображения.

Для записи голограммы необходим источник когерентного света, как правило, лазер. Процесс происходит следующим образом:

1. Пучок света от лазера с помощью светоделительной пластины разделяется на два пучка: опорный и предметный.

2. Предметный пучок направляется на объект, который необходимо записать. Отражаясь от поверхности объекта, свет рассеивается. Эти отраженные волны несут информацию о форме, рельефе и фактуре объекта, так как каждая точка объекта изменяет и амплитуду, и фазу падающей на нее волны.

3. Опорный пучок направляется непосредственно на регистрирующую среду (специальную фотопластинку), минуя объект.

4. На фотопластинке встречаются два пучка: предметный (сложная волна, отраженная от объекта) и опорный (простая, неискаженная волна). Поскольку оба пучка когерентны (исходят из одного источника), они интерферируют друг с другом.

5. В результате на фотопластинке образуется сложная интерференционная картина — чередование очень мелких темных и светлых полос или пятен. Эта картина не похожа на сам объект, но она содержит всю информацию о нем: об амплитуде (закодирована в контрасте/яркости полос) и о фазе (закодирована в форме и расположении полос). Засвеченная и проявленная фотопластинка с этой картиной и называется голограммой.

Чтобы увидеть объемное изображение, записанное на голограмме, ее необходимо правильно осветить. Этот процесс называется восстановлением.

1. Проявленную голограмму освещают пучком света, который по своим характеристикам (длина волны, угол падения) идентичен опорному пучку, использовавшемуся при записи. Этот пучок называют восстанавливающим.

2. Записанная на голограмме интерференционная картина действует как сложная дифракционная решетка. Проходя через нее, восстанавливающий пучок света дифрагирует (отклоняется).

3. В результате дифракции воссоздается точная копия предметного волнового фронта — той самой волны, которая была отражена от объекта в момент записи. Для наблюдателя, смотрящего сквозь голограмму, эти световые волны ничем не отличаются от волн, идущих от реального объекта.

4. Мозг наблюдателя воспринимает эти восстановленные волны и строит мнимое объемное изображение объекта, которое кажется расположенным за плоскостью голограммы. Это изображение обладает всеми свойствами реального трехмерного объекта: у него есть глубина и параллакс (при смещении точки зрения можно заглянуть за ближние части объекта и увидеть дальние).

Ответ: Метод записи в голографии заключается в регистрации на фотопластинке интерференционной картины, возникающей при сложении двух когерентных световых пучков: предметного, отраженного от объекта, и опорного, направленного прямо на пластинку. Метод считывания заключается в освещении этой голограммы пучком, аналогичным опорному; в результате дифракции света на записанной структуре восстанавливается точная копия волнового фронта от объекта, что создает его объемное изображение для наблюдателя.