¿Por qué la holografía se considera realidad?
La holografía láser es una tecnología completamente nueva, conocida como el milagro del siglo XX. Su principio fue descubierto por el físico húngaro-británico Dennis Gabor en 1947 y es completamente diferente de la fotografía ordinaria. No fue hasta más de diez años después, cuando los físicos estadounidenses Leif y Rupert Nichols inventaron el láser, que la holografía se puso en práctica. Se puede decir que la holografía es una combinación de almacenamiento de información y tecnología láser.
La holografía láser consta de dos pasos: grabar y copiar.
1. El proceso de grabación holográfica es: el rayo láser se divide en dos haces; un rayo láser se proyecta directamente sobre la película fotosensible, llamado haz de referencia, y el otro rayo láser se proyecta sobre el objeto; es reflejado o reflejado por el objeto después de la transmisión, transporta información relevante sobre el objeto y se denomina haz de objeto. Después del procesamiento, el haz del objeto también se proyecta sobre la misma zona de la película fotosensible. En la película fotosensible, el haz objeto y el haz de referencia se superponen coherentemente para formar franjas de interferencia, completando así el holograma.
2. El método de reproducción holográfica consiste en iluminar el holograma con un rayo láser. La frecuencia y dirección de propagación del rayo láser deben ser exactamente las mismas que las del rayo de referencia, de modo que la imagen tridimensional. del objeto se puede reproducir. Las personas pueden ver diferentes lados de un objeto desde diferentes ángulos, como si vieran el objeto real, pero no pueden tocarlo.
La imagen holográfica es una tecnología de vanguardia. La holografía es diferente de la fotografía tradicional. Lo que se graba en la película no es una imagen plana de un objeto tridimensional, sino el propio campo luminoso. La fotografía convencional solo registra los cambios en la intensidad de la luz en la superficie del objeto reportado, es decir, solo registra la amplitud de la luz, mientras que la holografía registra toda la información de la onda de luz y se olvida de registrar la fase de la onda de luz excepto la amplitud. Es decir, toda la información sobre el campo de ondas luminosas de un objeto tridimensional se almacena en el medio de grabación.
El principio holográfico es que "un sistema, en principio, puede describirse completamente mediante ciertos grados de libertad en sus límites". Este es un nuevo principio básico basado en las propiedades cuánticas de los agujeros negros. De hecho, este principio básico está relacionado con la teoría cuántica de la combinación de elementos cuánticos y qubits. Su prueba matemática es que hay tantos elementos cuánticos como dimensiones del espacio-tiempo; hay tantos qubits como qubits; Juntos forman un conjunto finito de espacio-tiempo similar a una matriz, es decir, un conjunto de sus permutaciones. La incompletitud holográfica se refiere a la existencia de dualidad entre el número de permutaciones seleccionadas, el conjunto vacío seleccionado y las permutaciones totales seleccionadas. Es decir, un holograma en una determinada dimensión de espacio y tiempo es completamente equivalente a un holograma con un número de disposición de qubit menos. Esto es similar al "principio de codificación para evitar errores cuánticos", que resuelve fundamentalmente el problema de los errores de cálculo del sistema causados por; Errores de codificación en computación cuántica. La computación cuántica del espacio y el tiempo es similar a la codificación de doble yugo de la estructura de doble hélice del ADN biológico. Es una computadora cuántica que organiza partes reales e imaginarias, códigos de doble yugo positivos y negativos. Esto puede denominarse "ciencia biológica del espacio-tiempo", donde la "entropía" es similar a la "entropía macroscópica" y se refiere no sólo al grado de caos, sino también a un rango. ¿El tiempo se refiere a un rango? De "de la vida", debería significar. Por lo tanto, todas las ubicaciones y horarios son rangos.
La entropía de posición es la entropía de área y la entropía de tiempo es la entropía de flecha termodinámica. En segundo lugar, una disposición binaria similar a una disposición binaria de N elementos numéricos y N bits numéricos es similar a un determinante o matriz de N filas numéricas y N secuencias numéricas. Una diferencia es que el determinante o matriz tiene un qubit menos que una disposición binaria de N elementos y N bits. ¿Es esto similar al principio holográfico? Una disposición binaria de N elementos numéricos y N bits numéricos es un sistema integrable, y su dinámica puede ser similar al determinante de N filas numéricas y N secuencias numéricas de un qubit inferior. Matemáticamente, puede demostrarse o explorarse.
1. El espacio Anti-de Sitter, es decir, el espacio dentro de un punto, recta o plano, es integrable, porque la intersección de un punto, una recta o un espacio dentro de un plano y un El espacio fuera de un punto, una línea o un plano tiende a El "supercero" o "energía del punto cero" es cero, por lo que aquí hay un sistema integrable, y cualquier dinámica del mismo puede realizarse con una teoría de campos de baja dimensión. Es decir, debido a la simetría del espacio anti-de Sitter, la simetría en la teoría de campos del espacio puntual, lineal y en el plano es mayor que la simetría de Lorentz del origen, la línea y el espacio fuera del plano. espacio. Este grupo de simetría más grande se llama grupo de simetría con forma * * *. Por supuesto, esto se puede hacer cambiando la geometría dentro del espacio anti-de Sitter para eliminar esta simetría, de modo que la teoría de campos equivalente no tenga simetría. Esto se puede llamar una nueva * * * forma. Si el espacio Madsina se considera como "espacio fuera de un punto", entonces el "espacio fuera de un punto" general o el "espacio dentro de un punto" también puede considerarse como un espacio cuasi esférico. El espacio Anti-de Sitter, o "espacio dentro de un punto", es un límite especial en la teoría de campos. El cálculo de los efectos clásicos de la gravedad y las fluctuaciones cuánticas en el "espacio dentro de un punto" es muy complejo y sólo puede realizarse en un límite. Por ejemplo, la tasa de inflación del círculo orbital de masa del universo similar al espacio anti-de Sitter mencionado anteriormente es 8,88 veces la velocidad de la luz, que se alcanza bajo un límite. Bajo este límite, el "espacio dentro de un punto" pasa a un nuevo espacio-tiempo, o fondo de ondas pp. El espectro de múltiples estados de las cuerdas cósmicas se puede calcular con precisión y reflejar en la teoría de campo dual. Podemos calcular el espectro de masas. de la familia de materias. Obtener el exponente de escala anómalo de algunos operadores.
2. El truco está en que las cuerdas no están formadas por un número finito de microunidades cuánticas esféricas. Para obtener cuerdas en el sentido habitual, tenemos que tomar los límites de la teoría cuántica de cuerdas de bucles. Bajo este límite, la longitud no tiende a cero. Cada cadena acoplada en un bucle cuántico mediante rotación de línea se puede dividir en 10 microcélulas de -33 cm, de modo que el número de microcélulas no tiende al infinito, de modo que la cantidad física correspondiente. a la cuerda misma, como la energía y el impulso, son limitados. En la construcción de operadores de la teoría de campos, para obtener el estado de la cuerda en el fondo de onda pp, solo necesitamos tomar este límite. De esta manera, el modelo celular microscópico es una estructura universal y clara. En el contexto especial de las ondas pp, la descripción de la teoría de campo correspondiente también es un sistema integrable.
[Editar este párrafo] La diferencia entre holografía y fotografía ordinaria
En la fotografía ordinaria, la escena capturada por la cámara solo registra la intensidad de la luz reflejada de la escena, es decir , la información de amplitud de la luz reflejada, pero no puede registrar la información tridimensional de la escena. La tecnología holográfica puede registrar la amplitud y la fase de la luz reflejada en una escena. Cuando se toma una imagen holográfica, se registra la propia onda de luz y la fase relativa de los dos haces, lo que se debe a la diferencia de posición del objeto y la luz de referencia. No podemos ver la imagen del objeto desde las franjas de interferencia del holograma, por lo que debemos usar un láser cohesivo para apuntar con precisión al objetivo e iluminar el holograma para reproducir toda la información sobre la luz del objeto. Un hombre llamado Banton descubrió más tarde un método más sencillo de utilizar luz blanca para restaurar imágenes, llevando así esta tecnología a una etapa práctica.
[Editar este párrafo] ¿Cuáles son los requisitos fotográficos para la fotografía holográfica
?
Para poder fotografiar hologramas satisfactorios, el sistema de disparo debe cumplir los siguientes requisitos:?
(1) ¿La fuente de luz debe ser una fuente de luz coherente?
Por el análisis anterior sabemos que la holografía se basa en el principio de interferencia de la luz, por lo que la fuente de luz debe tener una buena coherencia. La aparición de láseres proporciona una fuente de luz ideal para la holografía. Esto se debe a que la luz láser tiene una buena coherencia espacial y temporal. En el experimento se utilizó láser He-Ne para fotografiar pequeños objetos difusos y se pudieron obtener buenos hologramas.
(2) ¿Es estable el sistema holográfico?
Dado que las franjas de interferencia se registran en la película holográfica y son delgadas y densas, durante el proceso de fotografía, la interferencia más pequeña hará que las franjas de interferencia se vean borrosas o incluso las franjas de interferencia no se puedan grabar. Por ejemplo, si la película se desplaza aunque sea una micra durante el rodaje, las franjas no se distinguirán claramente. Por lo tanto, se requiere que la plataforma experimental holográfica sea a prueba de golpes. Todos los dispositivos ópticos de la mesa holográfica están firmemente sujetos a la placa de acero de la mesa de trabajo mediante materiales magnéticos. Además, el flujo de aire a través del camino óptico, la interferencia acústica y los cambios de temperatura provocan cambios en la densidad del aire circundante. Por lo tanto, se prohíben los ruidos fuertes y los movimientos aleatorios durante el período de exposición para garantizar un silencio absoluto en todo el laboratorio. Nuestra experiencia es que después de que cada grupo ajusta la trayectoria de la luz, los estudiantes abandonan la plataforma experimental, se estabilizan durante un minuto y luego exponen al mismo tiempo, el efecto será mejor. ?
(3) ¿Qué deben satisfacer la luz del objeto y la luz de referencia?
La diferencia de trayectoria óptica entre la luz del objeto y la luz de referencia debe ser lo más pequeña posible. Las longitudes de la trayectoria óptica de los dos haces de luz deben ser iguales, no más de 2 cm. bueno al ajustar la trayectoria óptica; la distancia entre la luz de dos velocidades debe ser El ángulo incluido debe estar entre 30° ~ 60°, preferiblemente alrededor de 45° Debido a que el ángulo incluido es pequeño, las franjas de interferencia serán delgadas, por lo que la la estabilidad del sistema y la resolución del material fotosensible son bajas; la intensidad de la luz de los dos haces de luz debe ser adecuada, generalmente entre 1:1 ~ 1:10. La relación de intensidad de la luz se mide mediante fotocélulas de silicio.
(4) ¿Utilizar negativos holográficos de alta resolución?
Debido a que en la película holográfica se registran franjas de interferencia delgadas y densas, se requieren materiales fotosensibles de alta resolución. Debido a que las partículas del compuesto de plata son relativamente gruesas, las películas fotográficas ordinarias sólo pueden registrar de 50 a 100 franjas. La resolución de las placas secas holográficas tipo I producidas por Tianjin Photographic Film Factory puede alcanzar 3? por milímetro. 000, que puede cumplir con los requisitos de la holografía.
(5)¿El proceso de desarrollo de los hologramas?
El proceso de lavado también es crítico. Preparamos el medicamento según prescripción médica y preparamos las soluciones revelador, fijador y blanqueador. Todas las recetas anteriores requieren agua destilada, pero los experimentos han demostrado que se pueden preparar con éxito con agua pura del grifo. El proceso de lavado debe realizarse en una habitación oscura y la solución química no debe exponerse a la luz. Conservar a temperatura ambiente 20°C y lavar por el lado derecho. La solución medicinal preparada se puede utilizar durante aproximadamente un mes si se almacena correctamente.
[Editar este párrafo]Características y ventajas
Las características y ventajas destacables son las siguientes.
1. La imagen tridimensional reconstruida es beneficiosa para la preservación y colección de preciosas obras de arte.
2. Al disparar, cada punto se graba en cualquier punto del holograma. Una vez que la foto está dañada, no importa mucho.
3. Las fotografías holográficas tienen una fuerte tridimensionalidad e imágenes vívidas. Se pueden exhibir en varias exposiciones con la ayuda del láser y lograrán muy buenos resultados.
[Editar este párrafo] Aplicación de la holografía
Por supuesto, en nuestras vidas, a menudo podemos ver la aplicación de la tecnología holográfica. Por ejemplo, en algunas tarjetas de crédito y billetes, hay una imagen holográfica de "arco iris" en una película Mylar, que se crea utilizando la tecnología de imágenes holográficas a todo color inventada por el físico ruso Yuri Denisiuk en la década de 1960. Sin embargo, estas imágenes holográficas sólo se utilizan como una sofisticada tecnología de impresión para evitar la falsificación. Su sensibilidad es baja, sus colores no son lo suficientemente realistas y están lejos del estado real. Los investigadores también están intentando utilizar pegamento dicromato como emulsión para crear dispositivos de identificación holográfica. Algunos aviones de combate están equipados con este dispositivo, que permite al piloto centrarse en el enemigo. Cuando algunas reliquias culturales preciosas se fotografían con esta tecnología, se pueden reproducir de manera realista en tres dimensiones para que los visitantes las aprecien, mientras que los objetos originales se conservan adecuadamente para evitar robos. Los hologramas grandes no sólo pueden mostrar automóviles, satélites y diversos anuncios tridimensionales, sino que también pueden utilizar la holografía de pulso para replicar retratos y fotografías de bodas. Se pueden usar pequeños hologramas alrededor del cuello para formar hermosas decoraciones que recrean animales favoritos, flores coloridas y mariposas. Con el rápido desarrollo de los hologramas de arcoíris moldeados, no sólo pueden convertirse en cómics, tarjetas de felicitación y sellos tridimensionales realistas, sino que también pueden aparecer como marcas antifalsificación en marcas comerciales, documentos de identidad, tarjetas de crédito bancarias e incluso billetes de banco. Las fotografías estereoscópicas holográficas decoradas en libros y el arco iris holográfico que brilla en los paquetes de regalo hacen que la gente sea consciente del nuevo salto en la tecnología de impresión y embalaje en el siglo XXI.
Los logotipos holográficos moldeados, debido a sus capas tridimensionales, el efecto de arco iris que cambia con el ángulo de visión, los logotipos antifalsificación en constante cambio y su estrecha integración con otros métodos antifalsificación de alta tecnología, han impulsado la tecnología antifalsificación en el nuevo siglo a un nuevo nivel de gloria.
En resumen, la holografía es un método de grabación de vídeo que no requiere sistemas de imágenes ópticas convencionales. Se trata de una nueva tecnología de fotografía estereoscópica y reconstrucción de frente de onda desarrollada en los años 60. Debido a que la holografía puede registrar toda la información emitida desde la superficie de un objeto (es decir, la amplitud y fase de las ondas de luz) y puede reproducir completamente toda la información sobre las ondas de luz del objeto, la tecnología de holografía se ha utilizado ampliamente en la práctica de producción y la investigación científica. . Por ejemplo: películas holográficas y televisores holográficos, almacenamiento holográfico, pantallas holográficas y marcas comerciales holográficas antifalsificación.
Además de la holografía óptica, también se han desarrollado tecnologías de holografía infrarroja, de microondas y ultrasónica, que son de gran importancia en el reconocimiento y la vigilancia militar. Sabemos que el radar general sólo puede detectar la dirección y la distancia del objetivo, mientras que la holografía puede proporcionar una imagen tridimensional del objetivo, lo cual es muy útil para la identificación oportuna de aviones y barcos. Por eso la gente se lo toma muy en serio. Sin embargo, dado que la luz visible se atenúa rápidamente en la atmósfera o en el agua, ni siquiera puede funcionar en climas severos. Para superar esta dificultad, se ha desarrollado tecnología de holografía infrarroja, de microondas y ultrasónica, es decir, tomar fotografías holográficas coherentes de infrarrojos, microondas y ultrasonidos y luego utilizar luz visible para reproducir la imagen del objeto. Esta tecnología holográfica tiene el mismo principio que la tecnología holográfica ordinaria. La clave de la tecnología es encontrar medios de grabación sensibles y métodos de reproducción adecuados. ?
La holografía por ultrasonido puede reproducir el patrón tridimensional de los objetos submarinos y, por tanto, puede utilizarse para el reconocimiento y la vigilancia submarinos. Debido a que los objetos que son opacos a la luz visible suelen ser transparentes a las ondas de ultrasonido, la holografía por ultrasonido se puede utilizar en operaciones militares submarinas, fluoroscopia médica y pruebas industriales no destructivas.
Además de utilizar ondas de luz para generar hologramas, también se han desarrollado ordenadores para generar hologramas. Los hologramas se utilizan ampliamente y pueden convertirse en diversos componentes ópticos de película delgada, como varias lentes, rejillas, filtros, etc. , pueden superponerse en el espacio, son muy pequeños y livianos, y adecuados para vuelos espaciales. El uso de hologramas para almacenar datos tiene las ventajas de gran capacidad, fácil extracción y antiincrustaciones.
El método de la holografía se ha expandido desde el campo de la óptica a otros campos. Por ejemplo, la holografía por microondas y la holografía acústica se han desarrollado mucho y se han utilizado con éxito en la medicina industrial. También se está investigando intensamente la holografía de ondas sísmicas, ondas de electrones y rayos X. Los hologramas se utilizan ampliamente. Se utiliza, por ejemplo, para estudiar las ondas de choque del vuelo de cohetes y para realizar pruebas no destructivas de estructuras alveolares de alas de aviones. Ahora no sólo existe la holografía láser, sino también la holografía de luz blanca, la holografía de arco iris y la holografía de arco iris panorámica, que permiten a las personas ver todos los lados de la escena. Las pantallas holográficas tridimensionales se están desarrollando en la dirección de la televisión y las películas estereoscópicas holográficas en color.