Golografiya va uning qo’llanilishi

GOLOGRAFIYA VA UNING QO’LLANILISHI

Reja:

1. Fanning predmeti, vazifasi va o’rganish usullari
2. Golografiya olinadigan ob’ektlarning asosiy xarakteristikalari
3. Gologrammada tasvirni qayta tiklash

Savollar:

1.Golografiya nima?
2.Odamlar gologrammada yashashlarini tushunmaydilarmi?
3. Har kimning o’z gologrammasi bo’ladimi?

“Menga yordam bering, Obi-Van Kenobi! Sen mening yagona umidimsan!” "Yulduzli urushlar" muxlislariga ma'lum bo'lgan ushbu matn malika uch o'lchovli proektsiyasi bilan aytiladi. Leya, ko'plab tomoshabinlar uchun golografiya va golografik tasvir nima ekanligi haqidagi birinchi g'oyaga aylandi.

Bugun biz qo'limizda sevimli guruhimiz yozuvlari yozilgan diskni ushlab tursak, unda kamalakning turli ranglari bilan porlab turgan rangli stikerni ko'ramiz. Bu diskning haqiqiyligi va qonuniyligining golografik tasdig'idir. Demak, bu ham gologramma, lekin u qanday yaratilgan va u nima uchun ishlatiladi? Men bu savollarga iloji boricha javob berishga harakat qilaman. Biroq, bu oson va oddiy ish bo'lmasligi aniq, asosan ba'zi fizik tushunchalarni aniqlash va tushuntirish zarurati tufayli, garchi ularning aksariyati sizga fizika darslaringizdan tanish bo'lishi kerak. Bu zarur, chunki yakuniy samara texnologiyaning turli sohalari yutuqlaridan amaliy foydalanish natijasidir. Shu sababli, nazariy asoslarni noto'g'ri tushunish butun muammoni noto'g'ri tushunishga olib kelishi mumkin. Biroq, men ushbu maqolani Maksvell tenglamalari tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan nazariyalar bilan yuklamoqchi emasman. Bu mumkin, lekin nima uchun? Bu yangi hech narsa qo'shmaydi va tushunishni qiyinlashtiradi. Men optika va to'lqin harakati sohasidagi asosiy jismoniy tushunchalarning aniq chizmalari va ta'riflaridan foydalangan holda gologramma tasvirlarni yozib olish va ko'paytirish tamoyillarini tushunarli tarzda tushuntirishga harakat qilaman. Shuningdek, men golografiyaning amaliy qo'llanilishi, shu jumladan kompyuter texnologiyalarida ma'lumotlarni golografik yozib olish haqida gapiraman.
“Golografiya va uning qo’llanilishi” fanini o’qitishdan maqsad – magistr talabalarga fan va texnikaning turli sohalarini, xodisa va jaraynlarni o’rganishda golografik usullarini qo’llashni va shu asosda mulohazalash prinsiplarini o’rgatish bo’yicha bilim, malaka va ko’nikmani hosil qilishdan iborat.
Fanning vazifasi – golografiya asoslarini, usullarini va uni qo’llanilish sohalarini, imkoniyatlarining mohiyatini chuqurroq anglash, nazariy bilimlarni mustahkamlash, mushoxada qilish ko’nikmalarini takomillashtirish, amaliy qo’llanishining fizik asoslarini o’rgatishdan iborat.
Golografiyaning fan va texnikadagi o’rni, qo’llanish ko’lami kun sayin kengayib bormoqda. Golografiya– zamonaviy fizikaning nisbatan yosh sohasi – ilmiy tadqiq etish metodi va keng doiradagi amaliy masalalarni yechish imkoni sifatida e’tirof etilgan. Shu soxa bo’yicha bilimga va tadqiq etish usullarini biladigan fizik-mutaxassislar juda zarur. Ushbu ma’ruza matnida golografiya usullari yordamida muhitlarning strukturasini o’rganib, tavsiyalar berishga aloxida e’tibor qaratilgan. Chunki, amalda molekulyar darajadagi tuzilmalarni ko’rish imkonsiz bo’lgani uchun, uni golografik tasviri orqali kuzatish kuztuvchi uchun juda qulay bo’lib, birinchi atom mikroskoplarida ham bu narsa qo’llanilgan.
Golografiya fan sifatida optika, lazer fizikasi, kimyo kabi fanlar bilan chambarchas bog’liqdir. Negaki, agar yorug’likni to’lqin xossalaridan kelib chiqadigan hodisalar-interferensiya va difraksiya bo’lmasa, golografik tasvir ham paydo bo’lmaydi. Bu tasvir aniq ko’rinishi uchun esa, bizga lazer nuri kerak bo’ladi, bo’lmasa oddiy nurlar bilan golografik tasvir olish imkoni yo’q. Kimyo fani esa, bizga golografik tasvirni qayd qilish imkonini beradi, bunda fotoplastinkalarda bo’ladigan kimyoviy jarayonlar muhim ahamiyatga ega.
GOLOGRAFIYA NIMA ?
Golografiya-fan va texnikaning yangi sohasi bo’lib, u yaqin yillarda vujudga kelgan va kvant elektronikasining yutuqlariga asoslanib rivoj topdi. Golografiya-to’lqinlarni qayd qilish va qayta tiklash usuli. To’lqinlar esa turlicha bo’ladi: yorug’lik, rengent, korpuskulyar, akustik va hakozo. 1974 yili ingliz olimi Dennis Gabor tomonidan ishlab chiqilgan yorug’lik to’lqinining fazoviy strukturasini yozish va uni qayta tiklash usuli asrimizning ikkinchi yarmida fizika soxassida qilingan muhim kashfiyotlardan biri bo’ldi.
Golografiya yunoncha so’z bo’lib, “golos”-“butkul, to’liq”, “butun”, “hamma” –to’lqinlar interferentsiyasidan foydalanib buyumning fazoviy (hajmiy) tasvirini hosil qilish usuli demakdir. Bu bilan kashfiyotchi golografiyada to’lqin haqida to’liq (ham amplitudaviy, ham fazoviy) axborot qayd qilinishini ta’kidlab o’tgan.
Ob’ektlarning tasvirlarini ro’yxatga olishning eng ko’p tarqalgan va keng tarqalgan usuli fotografiyadir. Fotografiyada obekt tasvirining ikki o’lchamli proeksiyasida yorug’lik to’lqinlari intensivligining surat tekisligida taqsimlanishi qayd etiladi.

1-rasm.
Biroq, ob’ektning hajmi haqidagi ma’lumotlar nafaqat amplitudada, balki qayd etilgan ob’ektning nuqtalaridan tarqalayotgan yorug’lik to’lqinlari fazasida ham singdiriladi. Shuning uchun suratga qanday burchak bilan qarasak ham yangi burchaklarni ko’rmaymiz. Fonda joylashgan va turganlarning oldida yashiringan narsalarni ham ko’ra olmaymiz. Suratdagi aniqlanadigan ob’ektlarning nisbiy o’lchamini va tasvirining ravshanligini o’zgartirish bilangina ko’rinadi.
Biroq, ob’ektlarning o’lchamini baholash va bu ob’ektlardan soyalarning shakli va yo’nalishini hisobga olgan holda, biz ongimizda suratda tasvirlangan sahnaning uch o’lchamli xususiyatlari haqida umumiy tasavvur hosil qilamiz. Biroq, agar ob’ektlarning o’lchamlari bir xil bo’lsa va soyalar bo’lmasa, unda suratga olingan sahnaning uch o’lchamli mazmuni butunlay yo’qoladi. Bunga misol qilib qorong’i fonda qor parchalari surati keltirilgan (2-rasm). Bunday suratda qor parchalarining qaysi biri yaqinroq va qaysi biri uzoqroq ekanligini aniqlay olmaymiz.

2-rasm
Shunday qilib, bir qarashda tasvirlarni ro’yxatga olishning ob’ektiv usuli bo’lgan fotografiya, batafsil ko’rib chiqilganda, inson ko’zi bilan idrok qilish uchun mo’ljallangan juda sub’ektiv ma’lumot beradi. Fotografiyaning kamchiliklari golografiya deb ataladigan tasvirni ro’yxatga olishning tubdan yangi usuli bilan to’liq qoplanadi.
GOLOGRAFIYA TARIXI
Golografiyaning asoschisi Londondagi davlat kolleji professori Dennis Gabor 1947-yilda birinchi gologrammani olgan. Golografiyaning kashf etilishi u tomonidan elektron mikroskopning rezolyutsiyasini oshirish tajribalari davomida amalga oshirildi. "Golografiya" nomi ostida D. Gabor usul o’rganilayotgan ob’ekt haqida to’liq ma’lumotni ro’yxatdan o’tkazish imkonini beradi, deb ta’kidladi.

4- rasm E.Leyt.
Asrimizning 60 yillariga kelib lazerlar paydo bo’lganidan keyin, golografiya yana qayta tug’ilgandek bo’ldi. 1962 yili sovet olimi Yu.N.Denisyuk gologrammaning qalin qatlamli fotoemulsiyasiga yozish (qayd qilish)ning original usulini ishlab chiqdi va amalga oshirdi. Bu usulda tayyorlangan gologramma ob’ektning hajmiy (shu bilan birga rangli) tasvirini tiklash uchun kogerent bo’lmagan yorug’lik manbai (quyosh, elektrolampa va hokazo)dan foydalanish mumkin bo’lib qoldi.
Tasviriy golografiyaning boshlanishi 1962-yilda lazer nurida tiklanishi mumkin bo’lgan birinchi uch o’lchamli uzatish gologrammasini olgan Michigan texnologiya instituti (Aqsh) dan Emmett Leyt va Juris Upatnieks asarlari bilan qo’yildi. Bu olimlar tomonidan taklif etilgan gologramma qayd sxemasi endi butun dunyoda gologramma laboratoriyalarda ishlatiladi.
1963 yili amerika fiziklari E.Leyt va Yu.Upatnieks lazer nuri yordamida birinchi gologrammalarni hosil qildilar. Ular qo’llagan yorug’lik oqimini ikkiga ajratish usuli bilan hosil qilingan gologrammadan tiklangan tasvir juda yuqori sifatli bo’lib, D.Gabor o’zining birinchi ishlarida yozganidek, hajmiylik effektiga ega edi. Shunday qilib, Leyt-Upatnieks va Denisyuk tajribalari hozirgi zamon golografiyasining asosi bo’lib, golografiya fizikaning alohida bir sohasi sifatida rivojlana bordi. Shu bilan birga golografiya fan va texnikaning turli sohalariga tez tadbiq qilina boshladi.
Ma'lum bo'lishicha, Xiggs bozonlarining mavjudligini tasdiqlash bizni o'zimizga dunyoning tabiati va uning qanday yaratilganligi haqida muhim savollar berishga majbur qiladi. To'satdan ma'lum bo'lishi mumkinki, Matritsa tushunchalari unchalik fantastik emas va biz hammamiz katta gologrammada yashaymiz va biz o'zimiz gologramamiz.
Bunday xulosalarni kvant fizikasining rivojlanishi tufayli olingan ma'lumotlardan chiqarish mumkin. Biz aniq bilamizki, nima bo'lishini belgilovchi asosiy qoida bu ehtimollikdir. Bundan tashqari, biz ba'zi jismoniy tajribalar shunchaki imkonsiz ekanligini bilamiz, chunki ularning ta'sirini kuzatish haqiqati ularda nima sodir bo'lishini aniqlaydi. Eynshteyn bunday fikrlashning oqibatlarini tushunib, dunyo zar o'ynagan Xudoga bog'liq bo'lmasligini aytdi.
Agar biz haqiqatan ham katta gologrammada yashayotgan bo'lsak va u bilan o'zaro munosabatlarimiz, umidlarimiz va qo'rquvlarimiz ifodalari u bilan o'zaro ta'sirlanib, bizni turli narsalarni boshdan kechirishga sabab bo'lsa-chi? Biz bilan sodir bo'layotgan voqealarga ta'sir qilishning ba'zi usullari mavjud, ular ijobiy deb ataladi. Ularni sinab ko'rgan har bir kishi bu ishlayotganini biladi va asosan biz bu ishlashi kerakligini bilganimiz uchun. Turli xil muqobil davolash usullari bilan ham xuddi shunday. Ular salbiy fikrlarni, ya'ni imon orqali yo'q qilish orqali gologrammani boshqarish qobiliyatimizga asoslanadi.