А.Н. Матвеев - Оптика, страница 63

DJVU-файл А.Н. Матвеев - Оптика, страница 63 Физика (2622): Книга - 4 семестрА.Н. Матвеев - Оптика: Физика - DJVU, страница 63 (2622) - СтудИзба2019-05-09СтудИзба

Описание файла

DJVU-файл из архива "А.Н. Матвеев - Оптика", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физика" из 4 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр DJVU-файла онлайн

Распознанный текст из DJVU-файла, 63 - страница

Приходном от объекта на фотопластинку волна может быль в плоскости пластинки представлена в виде зэе ского поля, залисанного на голограмме, вместо (38.21) получается выражение )ЕР Ед ъ Ед + ЕвЕ (еив*'ь в — в~ + е — (в*дь в — вд) (38.26) При облучении голограммы монохроматической волной получаем аналогично (38.24) выражение для восстановленной волны Е *д = Еььд = Ед(2Едв 7Ед~)е чь' гп — тбвЕдЕ,е Н"д — вд — вда във> — Пад — в:ъв и в — р] (38.27) которое аналогично (38.24) описывает проходящую волд)у и волны, дающие действительное и мнимое изображеция предмета (рис. 203).

Волна, обусловливающая мнимое изображение предмета, является точной реконструкцией волны, исходящей непосредственно ог предмета. Это мнимое изображение является объемным, и поэтому, изменяя угол зрения, можно посмотреть на предмет несколько сбоку. При перемещении головы видны боковые части предмета Предмет можно также сфотографировать пол различными ракурсами при условии, конечно, что объектив фотоаппарата находится в пределах реконструированной волны. Сигнальная и опорная волны прн записи голограммы должны быть когерентными между собой. Ширина когерентности должна быль, во всяком случае, не меньше размеров предмета, а длина когерентности — не менее равности хола сигнальной и опорной волн.

В реальных условиях это означает, что при записи голограммы необходимо использовать излучение с высокой степенью временной и'пространственной когерентиости. Этим требованиям отвечает лазерное. излучение. Восстанавливаются голограммы также с помощью лазеров Однако пр» восстановлении голограммы частота лазерною излучения может отличаться от частотьь использованной при записи голограммы. Это следует из того факта, чзо восстановление голограммы сводится к дифракции падающей цг голограмму волны.

При увеличении длины волны дифракционные углы увеличиваются. Поэтому при восстановлении голограммы излучением с большеЦ чеи при записи, длиной волны изображение увеличивается по сравнению с оригиналом. Реконструкцию голограммы можно также осуществить и без лазера. Достаточно малый некогерентпый источник, видимый под углом когерентностн (27.24), создает на ширине когерентности (27.2Я излучение с достаточно высокой степенью когерентности. Например, светящаяся булавочная головка с расстояния вытянутой руки создает на зрачке глаза световое поле с высокой втепенью котерентности Поэтому если голограмму поместить между светящейся булавочной головкой на вытянутой руке и глазом, то можно видеть восстановленное голографическое изображение предмедв, записанное на голограмме. Отличие от изображения, восстановленного с помощью лазера, состоит в меньшей четкости, т.

е. в потере дифракционных максимумов высших порядков. Объемносп изображения сохраняется. Требования к фотопластинкам в враиеня экспозиции. Фотопластинка при записи голограммы твк же, квк При записи фотографии, регистрирует интенсивность светового потока, т. е. в обоих случаях она выполняет одну и ту же функцию. Различие состоит лишь в том, что на голограмме необходимо фиксировать значительно более мелкие подробности распределения интенсивности и значительно больший диапазон изменения интенсивности, чем на фотографии. Фотопластинка должна обеспечить запись дифравционной картины, которая составляет голограмму. В голограмме плоской волны (38.9) условие максимумов имеет вид (38.28) оз(й гоЕ)=(, а расстояние Лх межлу ними определяется соотношением Ых з(п 0 = 2л.

(38.29) 838 !Е!з = !Еоеь" +Елеям (о = ЕЬ +Е)+ 2ЕоЕ~ соз [(йо — !г)'г]. Условие максимумов )Е)з записывается в виде (йо — 1г) г=2гии (т =О, к1, к2, ...). (38.30) (38.31) Уравнение (38.31) представляет собой систему плоскостей, перпендикулярных вектору йо † (рис. 20э!. Расстояние И между плоскостями удовлетворяет на основании (38.3!) условию (1го — й!Н = 2л. (38.32) Учитывая, что )Ц=(йо(, получаем (й — !ы! =гйя!п(Е!2). (38.33) Отсюда следует, что Ьх =Цяп О.

Например, при 0'= 15' з!и 0 =0,2б и поэтому Ьх 4Х 2 мкм, т. е. пластинка должна быть способна разрешить линии, расположенные на расстоянии 2 мкм. Обычно разрешающая способность фотопластинок выражается в числе линий на ! мм длины, которые пластинка может разрешить. В рассмотренном случае требуемая разрешающая способность составляет 500 линий/мм. Желательно иметь пластинки с еще большей разрешающей способностью. Для этого приходится использовать очень мелкие зерна галоидного серебра, что уменьшает чувствительность пластинки. Поэтому пластинки с высокой разрапающей способностью обладают низкой чувствитульностью н требуют больших времен экспозиции, достигающих нескольких секуцл при небольших мощностях лазеров.

В течение времени экспозиции необходимо обеспечить ствзшонарность процесса экспозиции'и относнзельную неподвижность приборов и предмета съемки с точностью до доли длины волны (обычно Ц4). При использовании импульсных лазеров большой мощности времена экспозиции могут быль уменьшены до продолжительности импульса (миллисекунды и меньше). В этих условиях можно снимать голограммы быстродвижущихся объектов. Объемное воспроизведение прелмега. Получаемое с помощью голограммы мнимое изображение предмета наблюдается как его объемная фотография. Действительное изображение предмета представляет собой в определенном смысле объемное воспроизведение предмета с точностью до зеркального отражения. Предмет прелсгавляется висящим в воздухе, его можно фотографировать и т.

д. Таким образом, в принципе, можно осуществить прост(!лиственную объемную реконструкцию обстановки, например создать иллюзию нахождения в комнате предмета, которого в действительности тям нет. Толстослойвые голограммы (метал Денисюка). В отличие от рассмотренных голограмм, которые записываются на обычных фотопласппжах с тонким слоем эмульсии, советский ученый Ю. Н. Дениснж (р. 1927 г.) предложил в 19б2 г. метод толстослойных голограмм, в которых интерференционная каргина лифрагированных лучей является не двухмерной, а трехмерной и захватывает жзо толщину эмульсии.

Проанализируем толстослойную голограмму плоской волньь которую можно записать по схеме, изображенной на рис. !97, но использовав вместо обычной фотопластинку с толстым слоем эмульсии (рис. 204). Обозначим )г и йо волновые векторы сигнальной и опорной волн. Аналогично (38.9) для квадрата модуля амплнтулы напряженности поля можем записать 284 Тогда [см. (38.32)] — г/ = ) /[2 Бп (О/2Н . 7 (38.34) В частности, при интерференции двух встречных волн (О=к) плоскости максимального почернения параллельны волновым фронтам иитерферирующих волн (рнс.

206). Из (38.34) заключаем, что расстояние межпу плоскостями г/=Х!л. Условие Вульфа — Бржта От каждой плоскости максимального почерненигь в которой сосредоточен максимум плотности восстановленного серебра, волны частично отражаются и частично проходят через нее. Однако от системы параллельных плоскостей отражение возможно лишь в том случае, если отраженные от сосешззж плоскостей волны усиливают друг друга (см. 8 29). Угол падения а, при котором происходит отражение ат системы параллельных плоскостей (рис.

207), аналогично (29.4) и (29.эз определяется условием зйл Зоппсь гологрнммм плоеной нол- ем о тойстослойной тмтльснн (38.35) 2т/сана =лт)„ где угон преломления О, ранен углу падения, а показатель преломления вещества между отражающими поверхностями равен единице. Равенство (38.35) называется условием Брэпа Вульфа Оно было независиью сфоРмУлиРовано У. Л. БРэггом (1890 — 197!) и русским кристаллографам Ю.

В. Вульфом (1863 — 1925). Получение гтьтограммы в восстановление плоской волны. На рис. 208 изображена голограмма плоской волны, волновой вектор )с которой образует с волновым вектором 1сп опорной волны угол л — 13. Плоскости максимального почернения расположены перпендикулярно направлению вектора 1го — 1с. Нормаль к поверхностям составляет с вектором 1г угол 2]), расстояние между поверхностями в соответствии с (28.34) равно ь/ = Х/[2 э!и [(я — 2]3)/2] ] = )ь/(2 соз ]3) . зйэ К опрелеленпм пооернносгсй мен- спмпльнегп почернемго о толсто- слойпой тмтльснп Тогда [см. (38.35Н [З./(2 сай [3)] соэ а = пгХ (38.36) или сой а = ьч сон О.

(38.37) Отсюда следует, что имеется толью первый порядок отражения (из = 1) н а=]3. Следовательног отрюкается только волна с волновым вектором Кгь а отраженная волна имеет волновой вектор)с. Другими словами, если голограмму плоской волны записать с помощью опорной волны той же частоты, то, облучая голограмму опорной волной, восстановим плоскую волну, информация о которой содержится в. голограмме. Получение голограммы и восстановление сферичесисй волям.

Сферическая волна на небольшом участке ццалеке от источника может рассматриваться как плескать поэтому, облучая толстослойную фотопластинку и точечный объект А одной и той же опорной волной с волновым векторам )йо (рис. 209), получим в толще эмульсии совокупность поверхностей маижмального почернения, расстояние между которыми удовлетворяет (38.34) с О=к — 2]3.

Иэ сказанного относительно равенства (38.37) зйй Прострннстоенннн портное нптер- йгеренггне о слзчне лейн остречпмн вола 207 К оыиолг 2 словно Вэлвфв — крэг~с 2йй Гвеме отрвмевеи алиевой валлы от голстослойиои голо~рамосы 2ЕР эллисе толстаслойиай галы риммы гооееао~о ойесатв (и) и еосст»- вавлеиие волны (6) следует, что при облучении голограммы плоской волной с волновым вектором Ыо полностью восстанавливается записанная гп голограмме сферическая волна как результат отражения плоской волны от дифракционной структуры, созданной в толще эмульсии п)ж зашгси голограммы. Получение голограммы и вгжстановленве изображения провзвольиогп объекта. При облучении фотопластинки и обьекга одной и той же волной (рис.

210) каждая точка объекта создает в толще эмульсии дифракционную структуру, которая только что была рассмотрена (см. рис 209). Совокупносп дифракционных структур всех точек объекта составляет голограмму обьекта. Восстановление изображения производится облучением голограммы волной, совпадающей с опорной при запигзг голограммы (рис 211). Изображение объекта — мнимое, расположенное в том месте, где находился реальный объект при записи голограммы. Такое восстановление изображения имеет существенный недостаток: восстанавливающая волна пространственгю совладает с восстановленной. Для усгранення этого недостатка можно облучать голограмму волной с волновым вектором 1г о,направленным под подходящим углом к поверхности голограммы (рис.

212). Отраженная от дифракцнонной структуры волна образуетса ппц углом отраженна равным углу падения В результате восстановленная волна и восстанавливающая оказываются разделенными пространственно. Изображе ние объекта — мнимое, а его положение зависит от угла, под которым производится облучение голограммы. Поскольку расстояние г( между поверхностями максимального почернення примерно равно л22, заключаем, что в (38.35) гл = й П(м восстановлении нет необходимости облучать голограмму монохроматическим светом.

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5119
Авторов
на СтудИзбе
445
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее