A fény

A holográfia
A holográfia elve
A lézerek alkalmazásának egyik legizgalmasabb, leglátványo­sabb területe a holográfia. A pénzek hologramcsíkjaitól és más holografikus védjegyektől a művészi hologramkiállításokon át a  tudományos alkalmazásokig sok helyen találkozhatunk vele. Az emberek többségének nagy élményt jelent, hogy a fény valami megfoghatatlan test térbeli képét rajzolja a szemük elé.
Mi a különbség a hologram és a fénykép között?
A holográfia olyan képrögzítő eljárás, amellyel a tárgyról tökéletes térhatású, vagyis háromdimenziós kép hozható létre. A  hagyományos fényképezés során a tárgy képét lencse­rendszerrel képezzük le a film síkjára, és így a filmen a tárgyról kiinduló fény intenzitásának megfelelően az egyes pontokban feketedés jön létre. Ennek az eljárásnak a során azonban - mivel a  feketedés mértéke csak a fény erősségétől (vagyis amplitúdójától) függ, és független a fényhullám másik jellemzőjétől, a fázistól -, minden információ, amit a fázis hordoz (s ami a hullám rezgésállapotára jellemző), elvész. A tárgynak minden egyes pontja ugyanabba a síkba képződik le, a kép kétdimenziós lesz. A holográfia lényege éppen ennek a hiá­nyosságnak a kiküszöbölése: a hologramon - voltaképpen egy sík lemezen - az intenzitás mellett a hullám fázisát is sikerül rögzíteni, így lehetségessé válik a teljes információ felvétele és tárolása. (Innen ered a holográfia elnevezés is: görögül a "holosz" teljest, a "grapho" pedig írást jelent.)

Az eljárás ötletét Gábor Dénes magyar származású tudós vetette fel és dolgozta ki 1947-ben. Bár az elmélet jó volt, az első hologram elkészítésére csak 1961-ben kerülhetett sor, mert addig - a lézer megjelenéséig - nem állt rendelkezésre olyan fényforrás, amely az interferencia előállításához szükséges koherenciát biztosítani tudta volna. Gábor Dénes munkáját 1971-ben Nobel-díjjal ismerték el.

Ha megvilágítunk egy tárgyat, akkor a Huygens-elv szerint annak minden egyes pontja másodlagos hullámforrássá válik, elemi gömbhullámok indulnak ki belőle. A tárgytól elég kis távolságban ugyanabban az időpillanatban az egyes elemi hullámok hullámfrontjai az őket létrehozó másodlagos forrásoktól azonos távolságra helyezkednek el, vagyis az összes elemi hullámot beburkoló eredő hullámfront a tárgy alakjáról hordoz információt, ahhoz hasonló.
A tárgyról kiinduló hullámok információt hordoznak a tárgy felületéről


















A tárgyról kiinduló hullámok információt hordoznak a tárgy felületéről

Ha a tárgy felületén kisebb egyenetlenségek vannak, akkor a  tárgytól nagyobb távolságban - egyszerű geometriai okok miatt - a hullámfront valamelyest kisimul és kisebb szeletei már síkhullámnak tekinthetők.
Ez a változás azonban csak a burkoló hullámfront alakját érinti, nem jelent információveszteséget, a  hullámfront továbbra is arra és csakis arra a tárgyra lesz jellemző, amelyről a fény kiindult. Ez a hullám tulajdonképpen a  forrásától függetlenül halad tovább.
Ha valamilyen ok miatt már nincs "mögötte" a tárgy, de a hullám a szemünkbe jut, ott a kép akkor is létrejön, látjuk a tárgyat. (Persze a fénysebesség nagysága miatt csak igen szoros időtartamon belül.) A holográfia lényege éppen ebben rejlik. Ha egy eljárással sikerül a tárgyról kiinduló hullámot egy adott helyen rögzíteni, és később "újraéleszteni", a hullám ugyanúgy halad tovább, mint azelőtt, és ugyanolyan érzetet is kelt.
Kosárba helyezve!