المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 هولوگرام (زنگ تفريح شماره‌ي 71)
هولوگرام (زنگ تفريح شماره‌ي 71)زنگ تفريح فيزيك
تصاوير سه بُعدي

هولوگرام: تصاوير سه بُعدي






اشاره

آن‌چه با عنوان «چكيده» در اول مسابقه‌ها و زنگ‌تفريح‌ها مشاهده مي‌كنيد صرفاً مخصوص معلمان، مربيان، كارشناسان محترم آموزشي و ساير علاقه‌مندان است.



چكيده
اهداف آموزشي
 اهداف آموزشي در حوزه‌ي شناختي – دانش
    - «دانش امور جزوي» > «دانش اصطلاح‌ها»
    - «دانش امور جزوي» > «دانش واقعيت‌هاي مشخص»
    
- «دانش راه‌ها و وسايل برخورد با امور جزوي» > «دانش روش‌ها و روش‌شناسي»
 اهداف آموزشي در حوزه‌ي شناختي - توانايي‌ها و مهارت‌هاي ذهني
    - «فهميدن» > «ترجمه» > «تفسير»
    - «فهميدن» > «ترجمه» > «برون‌يابي»
    - «فهميدن» > «ترجمه» > «درون‌يابي»
    - «فهميدن» > «ترجمه» > «كاربستن»
    - «فهميدن» > «ترجمه» > «تحليل» > «تحليل عناصر»
 اهداف آموزشي در حوزه‌ي عاطفي - دريافت كردن
    - «آگاهي»
 نتايج مورد نظر 
    - آشنايي با 
امواج اُپتيكي
    - آشنايي با تصاوير سه بُعدي
    -  ساخت هولوگرام
    - آشنايي با دوچشمي‌هاي بصري
 محتواي آموزشي
    - هولوگرام
    - شكل گيري تصاوير سه بُعدي
    - گذر و انعكاس نور
    - ساختار داخلي هولوگرام
    - نور همدوس

هولوگرام : تصاوير سه بعدي

اگر بخواهيد يك هولوگرام را ببينيد، نيازي نيست از كيف پول‌‌تون جاي دورتري بريد! هولوگرام‌ها در تمام كارت‌هاي اعتباري، راهنمايي رانندگي و كارت‌هاي شناسايي مي‌بينيد. اگر آنقدرها هم پير نباشيد كه گواهي‌نامه‌ي شما از اعتبار ساقط شود،‌همچنان هولوگرام را در خانه‌ي خود داريد! هولوگرام‌ها را بر روي جعبه‌هاي سي‌دي، دي وي دي و كالاهاي استاندارد مي‌بينيد.

متأسفانه اين نوع هولوگرام‌ها چندان گيرا نيستند (ولي براي جلوگيري از ورود اجناس تقلبي يا شناخت آن ‌ها در بازار فروش بسيار ابزار مؤثري است). اگر آن‌ها را كمي در راستاي ديد حركت دهيد رنگ‌ و شكلي كه در يك راستا مي‌ديديد با جهت ديگر فرق مي‌كند، ولي اين تغييرات در حد زيادي نيستند. هولوگرام‌ها جداي از اين‌كه در بازار بر روي كالاها ديده مي‌‌شوند، به صورت پوستر يا تصاوير قهرمان‌هاي فيلم‌ها يا كتاب‌هاي كودكان و نوجوانان هم هستند. مثل همين موجود فضايي سبز رنگ سه بُعدي!

از طرف ديگر هولوگرام هايي هم در ابعاد بزرگ توليد مي‌شوند كه با ليزر‌ها و يا در اتاق تاريك با يك نور يك فقط به آن‌‌ها مي‌تابد. اين نوع بسيار جالب هستند! سطوح دو بُعدي دارند كه تصوير واقعي سه بعدي را دقيقاً به نمايش مي‌گذارد. حتي نيازي نيست براي ديدن آن‌ها از عينك‌هاي خاص يا عدسي‌هاي ويژ‌ه‌ي تصاوير سه بُعدي براي ديدن سه بُعد استفاده كنيد. ‌

اگر از زواياي مختلف به تصاوير در هولوگرام نگاه كنيد، آن‌ها را در عمق‌هاي متفاوتي خواهيد ديد؛ درست مثل اين‌كه به اجرام واقعي نگاه مي‌كنيد. برخي هولوگرام‌ها حتي وقتي شما فاصله خود را با آن‌ها تغيير مي‌دهيد، به نظر حركت مي‌كنند؛ اين بستگي به چگونگي نگاه شما دارد.

شكل2- اگر هولوگرام را نصف كنيم. و اين كار را حتي چند بار تكرار كنيم،‌
همچنان تصوير اصلي قبلي را در اندازهاي كوچك‌تر خواهيم ديد.

هلوگرام‌ها ويژگي‌هاي جالب ديگري هم دارند. اگر يكي از آن‌ها را نصف كنيد، هر نيمه شامل كُل تصوير هولوگرام است!! حتي اگر يك بخش كوچكي از آن را جدا كنيد، هم همين اتفاق خواهد افتاد. (حتي بخش كوچكي از آن هم كُل تصوير را در خود دارد). جالب‌تر اين‌كه اگر هولوگرامي از شيشه‌ي ذره‌بيني شكل درست كنيد، همه‌ي تصاوير در هولوگرام درست مانند خود جسم بزرگ ديده مي‌شوند.

زماني اصول هولوگرام را مي‌دانيد كه بفهميد چگونه و به چه سادگي مي‌توان هولوگرام را ساخت! همه‌ي اين اصول مستقيماً به فرايند توليد و استفاده‌ي آن مربوط مي‌شود. ببينيم اين فرايند چگونه است.

                                                 گذر و انعكاس
دو دسته هولوگرام داريم- گذري و بازتابي. هولوگرام‌هاي گذري وقتي نور تك رنگ (فقط با يك طول موج) به آن‌ها برخورد مي‌كند، تصوير 3 بُعدي توليد مي‌كنند. هولوگرام‌هاي بازتابي وقتي ليزر يا نور سفيد از سطح آن‌ها منعكس مي‌شود، اين تصوير سه بُعدي را توليد مي‌كنند.





ساختن هولوگرام
براي ساختن هولوگرام نيازي به ابزار زياد نيست. براحتي مي‌توانيد يكي براي خودتان با ابزار زير بسازيد:

ليزر: ليزرهاي واقعي معمولا هليم-نئون (HeNe) در هولوگرافي زياد به كار مي‌روند. بسياري در منزل از ليزرهاي به اصطلاح نشان‌گر (pointer) استفاده مي‌كنند، ولي نور حاصل از آن‌ها كم‌تر همدوس و پايا باقي مي‌ماند؛ در نتيجه تصوير به ندرت خوب از آب در مي‌آيد. برخي از انواع ليزر هستند كه از ليزرهايي با رنگ‌هاي مختلف استفاده مي‌كنند. بسته به نوع ليزري كه استفاده مي‌كنيد نياز به شاتر يا نوردهي معيني داريد (اين اصطلاح در عكاسي و دوربين‌ها رايج است. يعني زمان نوردهي هر تصويري كه مي‌خواهيد بگيريد).

عدسي‌ها: اغلب مردم تصور مي‌كنند كه هولوگرافي عكاسي بدون لنز است. در حالي كه اين‌جا هم به لنز نياز هست. با اين تفاوت كه در دوربين‌ها عدسي يا لنز نور را كانوني مي‌كند ولي در هولوگرافي لنزها باعث مي‌شوند نور رسيده پخش شود.

نوفه يا باريكه‌ي جداكننده: اين ابزاري است كه آينه‌ها و منشورهايي دارد تا يك نوفه يا باريكه‌ي نور را به دو باريكه تبديل مي‌كند.

آينه‌ها: اين باريكه‌هاي مستقيم نور براي تصحيح مكان به كار مي‌روند. با استفاده از عدسي‌ها و باريكه‌ي جداكننده،‌آينه‌ها بايد كاملا تميز باشند. غبار يا كثيف بودن آن‌ها روي تصوير نهايي تأثير منفي دارد.

فيلم هولوگرافي: فيلم هولوگرافي مي‌تواند نور را با كيفيت بالا ثبت كند (ثبت نور براي ساختن هولوگرام ضروري است). در واقع لايه‌اي است كه سطح آن به نور حساس بوده و بر روي سطح شفافي مانند فليم عكاسي قرار مي‌گيرد. تفاوت بين فيلم هولوگرافي و عكاسي اين ‌است كه فيلم هولوگرافي بايد قادر باشد تا تغييرات خيلي كوچك را كه در فاصله‌هاي ميكروسكپي اتفاق مي‌افتد،‌ ثبت كند. به عبارت ديگر بايد دانه بندي خيلي خوبي داشته باشد. در برخي حالت‌ها هولوگرام‌هايي كه ليزر قرمز استفاده مي‌كنند،‌ براساس امولسيوني هستند كه به نور قرمز بسيار حساس هستند.




شكل3- شمايه‌ي كلي هولوگرام




تفاوت‌هاي زيادي بين اين دو ابزار وجود دارد، از جمله:

    1. ليزر باريكه‌ي نور را نشانه مي‌رود كه باريكه ‌ي نور را به دو بخش تقسيم مي‌كند.

    2. آينه‌ها مسير اين دو باريكه را مستقيم مي‌كند، به‌طوريكه به هدف‌هاي ثابتي برخورد مي‌كند.

    3. هر كدام از دو باريكه از عدسي‌هاي مي‌گذرد،‌ و نوار گسترده‌اي نور مي‌شود.

    4. يك باريكه، باريكه‌ي جسم،‌ از خود جسم منعكس شده و به امولسيون عكاسي مي‌رسد.

    5. باريكه‌ي ديگر، باريكه‌ي بازگشتي، بدون انعكاس ار هيچ آينه‌اي به امولسيون برخورد مي‌كند.


براي گرفتن عكس مطلوب بايد فضاي مناسبي هم داشته باشيد. برخي از روش‌ها فراتر از ابزار در دسترس شما هستند. اتاق تاريك‌تر بهتر است. گزينه‌ي مناسب براي اضافه كردن نور كمي به اتاق بدون اثر گذاشتن روي نتيجه‌ي نهايي عكس هولوگرام نور غيرمضري به حساب مي‌آيد؛ مانند عكاسي معمولي كه نياز به اتاق تاريك براي ظهور عكس‌ها دارد. در اتاق تاريك نور مناسب معمولا قرمز است و در هولوگرافي هم از اين نور استفاده مي‌شود. هرچند در هولوگرافي نورهاي سبز و آبي - سبز هم استفاده مي‌شود.



در هولوگرافي نياز به ميزي با پايه‌هاي بسيار ثابت و بدون حركت داريد. آزمايشگاه‌هاي هولوگرافي و استوديو‌هاي حرفه‌اي اغلب از ميزهايي استفاده مي‌كنند كه شكل لانه زنبور بوده و لايه‌هاي دارند كه روي پايه‌هاي لاستيكي بادي قرار گرفته است. اين پايه‌ها يا تيوب‌ها زير بخش بالايي سطح ميز قرار دارند،‌ و ارتعاش‌ها را خنثي مي‌كنند. شما هم مي‌توانيد هولوگرام را با قرار دادن تيوپ‌ها در بخش زيرين ميز يا زير شيشه‌‌ي آن درست كنيد. بعد از قرار دادن تيوپ‌ها بايد يك جعبه شن پُر از لايه‌ي ضخيمي از شن را بالاي آن قرار دهيد. شن و تيوپ‌ها نقش همان ميز‌هاي حرفه ‌اي لانه زنبوري را انجام مي‌دهند. اگر فضاي كافي براي چنين ميز بزرگي نداريد، مي‌توانيد با قرار دادن بطري ‌هاي شن يا شكر براي نگه‌داشتن هركدام از بخش‌هاي ابزار استفاده كنيد؛ ‌ولي براي طرح‌هايي با اندازه‌هاي بزرگ‌تر از اين روش نمي‌توانيد استفاده كنيد.


شكل4- ميز هولوگرافي



براي وضوح بهتر هولوگرام‌‌ها،‌ بايد حدالمكان از هرگونه ارتعاش حتي در هوا جلوگيري كرد. حرارت و جريان هواي كولرها يا سيستم هاي تهويه‌ي هوا،‌ هوا را كاملاً جابه‌جا مي‌كنند و در نتيجه مي‌توانند دماي بدن يا خود شما را كمي حركت دهند. به اين دليل بايد اين نوع سيستم‌هاي تهويه‌ي هوا را خاموش كنيد و چند دقيقه‌اي را هم منتظر باشيد تا هوا ساكن شده و تأثيري روي هولوگرام و ابزار نداشته باشد.

اين مراقبت‌هاي اوليه شبيه زماني است كه مي خواهيد با دوربيني كه در دست داريد عكس بگيريد. وقت مي‌خواهيد شاتر را بزنيد اگر بر اثر تنفس يا حركت دست يا باد كمي دوربين حركت داشته باشد،‌عكس كدر و در حال ارتعاش افتاده و عكس خراب مي‌شود. ولي در هولوگرام بايد بيش‌تر مراقب اين نوع شرايط باشيد زيرا با تصويري سرو كار داريد كه ميكروسكپي است.

1387/2/8لينک مستقيم

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1393/5/1
مـتـن : ممنون از ساده گویی در عین کمال
پاسـخ : سلام، ممنون از خودت که خوندي و اميدوارم مفيد بوده باشه.

فرستنده :
elham HyperLink HyperLink 1390/12/14
مـتـن : hello . tnx this essay was very useful for me.
پاسـخ :ممنون الهام

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1389/7/10
مـتـن : خیلی آقایی

فرستنده :
صحرا HyperLink HyperLink 1388/11/18
مـتـن : برای تهیه فیلم هولوگرافی چه کار کنیم؟
آیا از همان نگاتیو میتوان استفاده کرد
پاسـخ :نه! بخش آخر مطلب به همين مسأله اشاره داره. فيلمهاي هولوگرافي با نگاتيو تفاوت دارند. توضيحي داده شده درباره‌ي ساخت فيلم هولوگرام. ولي چون شيميايي هم هست و نياز به دانش و ابزار داره بهتره كه از سازندگان يا بهتر بگم توليد كننده‌هاي هولوگرامهاي تجاري بپرسي جزييات رو. به فارسي جستجو كني.

فرستنده :
ghazaleh HyperLink HyperLink 1388/2/21
مـتـن : با سلام و عرض خسته نباشید
این گفته شما در مورد اینکه هولوگرامها وقتی به تکه های کوچکتر بریده می شون تصویر اصلی در تمام تکه ها دیده می شود اشتباه است و بستگی به طراحی هولوگرام دارد.

فرستنده :
amir HyperLink HyperLink 1387/11/17
مـتـن : خیلی ممنون بابت این متن. توی دبیرستان از ما خواستند تا یک کار عملی با عنوان هولوگرام درست کنیم و تحویل مدرسه بدیم اگه بتونی مطالبی در مورد ساختن هولوگرام یا سایتی برای کمک به من پیوند کنی منون مدیون خودت کردی بازم متشکرم
پاسـخ :امير عزيز، اينجا تعارف نكن. اين سايت شايد مفيد باشه برات:
http://www.holokits.com/a-simple_holography.htm

اينهم خيلي جالب و ساده بود:
http://www.laser-magic.com/HoloMirror_360.htm

فرستنده :
yahya HyperLink HyperLink 1387/10/27
مـتـن : خیلی ممنون از ترجمه خوبت. تو کتاب جهان هولوگرافیک ترجمه:داریوش مهرجویی را اگه نخوندی بخون.خیلی خوبه.فلسفه زندگی رو به هلوگرافیک تشبیح میکنه.اگه خواستی با هم حرف میزنیم.
پاسـخ :يحيي عزيز
نه فرصتش رو نداشتم كه اين كتاب رو بخونم. البته ما وارد فلسفه نشديم اينجا. مطالبي كه اومد مقاله‌اي نسبتا طولاني براي اين سايت بود كه به طور كامل در اينجا قرار دادم.

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1387/8/30
مـتـن : سلام چطوری می تونیم این کارو انجام بدم درحد تخصصی اگه جایی هست برا اموزش هولوگرام بهم معرفی کنید با تشکرفراوان
پاسـخ :متأسفانه مركزي رو نمي‌شناسم. ولي مي‌توني در سايت youtube ويديوهاي مختلفي رو در اين باره ببيني. و همين‌جا براي همه‌ي دوستاني كه به اين حيطه علاقه دارند بگم كه اولين تصوير هولوگرام انسان در يك مصاحبه‌ي غير حضوري در يكي از شبكه‌هاي خبري ايالات متحده روي آنتن رفت! يعني شخص در اونجا نبود ولي تصوير سه بعدي‌اش اونجا بود. فيلم‌هاي تخيلي دهه 60-70 ميلادي دارند به واقعيت مي‌پيوندند.

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1387/2/15
مـتـن : kheily khoob bood

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  917
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  917