holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji
DESCRIPTION
Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji. Holografia to metoda produkowania trójwymiarowych (3-D) obrazów obiektu. ( Trzy wymiary to wysokość, szerokość i długość). Później obiekt może być rekonstruowany. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/1.jpg)
Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji
• Holografia to metoda produkowania trójwymiarowych (3-D) obrazów obiektu. ( Trzy wymiary to wysokość, szerokość i długość).
• Później obiekt może być rekonstruowany.• Hologram jest właściwie zapisem różnic między dwoma promieniami światła
koherentnego• Może być użyty jako optyczny dysk pamięci, w przetwarzaniu informacji
![Page 2: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/2.jpg)
Tradycyjne:• 2-d wersja 3-d sceny• Fotografii brakuje postrzegania głębi czy paralaksy• Film jest wrażliwy tylko na energię promieniowania• Relacja fazy (np. interferencji) jest zaniedbywana
Holografia vs. Tradycyjne zdjęcia
![Page 3: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/3.jpg)
Światło
Obiekt
Wiązka obrazowa
Film fotograficzny:Natężenie jest
zapisywane
Holografia vs. Tradycyjne zdjęcia
![Page 4: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/4.jpg)
Holografia vs. Tradycyjne zdjęcia
Light
![Page 5: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/5.jpg)
Hologram:• Zatrzymuje skomplikowany front falowy światła, który przenosi całą
wizualną informację o scenie• By odtworzyć hologram należy zrekonstruować front falowy• Otrzymany obraz będzie wyglądał jak oryginalna scena, oglądana przez
okno określone przez hologram. • Zapewnia głębię postrzegania i paralaksę
Holografia vs. Tradycyjne zdjęcia
![Page 6: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/6.jpg)
• Zamienia informację o fazie w informację o amplitudzie (wewnątrz fazy – maximum amplitudy, poza fazą – minimum amplitudy)
• Interferencja frontu falowego światła ze sceny z falą odniesienia• Hologram jest złożonym wzorem interferencyjnym mikroskopijnie
rozmieszczonych prążków
Holografia vs. Tradycyjne zdjęcia
![Page 7: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/7.jpg)
Reference wave
Film fotograficzny.Interferencja fali odniesienia i
odbicia jest zapisywana
Holografia vs. Tradycyjne zdjęcia
![Page 8: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/8.jpg)
• Film jest rozbudowany,• By odtworzyć hologram musi on być oświetlany pod tym samym
kątem pod jakim padała wiązka odniesienia podczas orginalnego naświetlania
Holografia vs. Tradycyjne zdjęcia
![Page 9: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/9.jpg)
Tomogram skóry palca przedstawiający warstwy naskórka.
tomografia koherentna (OpticalCoherentTomography)
![Page 10: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/13.jpg)
Przekrój przez centralną część siatkówki zdrowego oka. W centrum widać plamkę żółtą.
Przekrój przez centralną część siatkówki oka. Obraz charakterystyczny dla torbielowatego obrzęku plamki żółtej. W centrum widać plamkę żółtą, patologicznie zasłoniętą przez torbiele.
![Page 14: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/15.jpg)
![Page 16: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/18.jpg)
ZAŁAMANIE ŚWIATŁA
![Page 19: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/19.jpg)
![Page 20: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/24.jpg)
![Page 25: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/25.jpg)
![Page 26: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/26.jpg)
)/2sin( txAEy Pionowo (oś y) spolaryzowana fala ma amplitudę A, długość fali i prędkość kątową (częstotliwość * 2) , propagująca się wzdłuż osi x.
Polaryzacja fal EM
![Page 27: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/27.jpg)
Pionowo
Poziomo
)/2sin( txAEy
)/2sin( txAEz
Polaryzacja fal EM
![Page 28: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/28.jpg)
• superpozycja dwóch fal, które mają tą samą amplitudę i długość fali,• są spolaryzowane w dwóch prostopadłych płaszczyznach i oscylują w tej samej fazie.• Oscylacja w tej samej fazie oznacza, że dwie fale osiągają swoje maxima i minima w tym samym momencie.
Polaryzacja fal EM
![Page 29: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/29.jpg)
Prawoskrętna
Lewoskrętna
)90/2sin( txAEy
)/2sin( txAEz
)90/2sin( txAEy
)/2sin( txAEz
Polaryzacja fla EM
![Page 30: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/30.jpg)
• dwie kołowo spolaryzowane fale również się mogą spotkać.• W takim przypadku, pola dodaje się zgodnie z zasada dodawania wektorów, tak jak w przypadku fal spolaryzowanych liniowo.• Superpozycja dwóch kołowo spolaryzowanych wiązek może prowadzić do różnych efektów.
Każda liniowo spolaryzowana wiązka światła może zostać osiągnięta poprzez superpozycję lewo- i prawoskrętnie spolaryzowanych wiązek światła o identycznych amplitudach.
Polaryzacja fal EM
![Page 31: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/31.jpg)
![Page 32: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/32.jpg)
![Page 33: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/33.jpg)
Sposoby polaryzacji światła
![Page 34: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/34.jpg)
Różne polaryzacje światła zostają odbite i załamane z różnymi amplitudami
Przy jednym szczególnym kącie, polaryzacja równoległa NIE jest odbita!To jest tzw. „kąt Brewstera”B, i B + r = 90o.(Absorpcja)
cos)90sin(sin 221 nnn o
1
2tannn Okulary polaryzacyjne
Polaryzacja fal EM
![Page 35: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/35.jpg)
Polaryzacja fal EM
![Page 36: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/37.jpg)
![Page 38: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/38.jpg)
![Page 39: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/39.jpg)
![Page 40: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/40.jpg)
Polaryzacja fal EM
![Page 41: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/41.jpg)
2max cosII Prawo Malusa, spolaryzowane światła przechodzi przez
analizator
Prawo Malusa
![Page 42: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/42.jpg)
![Page 43: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/43.jpg)
![Page 44: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/44.jpg)
![Page 45: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/45.jpg)
• Nieprzeźroczysty• Absorbuje albo odbija całe światło
• Transparentny• Całkowicie przepuszcza światło
• Przeświecający• Przepuszcza tylko część światła
Wzajemne oddziaływanie światła w ośrodkach
![Page 46: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/46.jpg)
![Page 47: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/47.jpg)
)/2sin( txAeE xy
Materiał ze współczynnikiem ekstyncji
Światło słabnie (jego amplituda spada)
In Out
Proces w którym energia promieniowania fali EM jest absorbowana przez molekułę lub cząstkę i przetworzona na inną formę energii
Absorpcja
![Page 48: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/48.jpg)
In Out
• Natężenie światła spada ekspotencjalnie wewnątrz przedstawionego kawałka materiału. • Po opuszczeniu ośrodka przez światła, jego wektor pola obraca się jak wcześniej, ale jest długość jest niższa niż wartość przed wejściem do materiału.
Absorpcja
![Page 49: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/49.jpg)
![Page 50: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/50.jpg)
• Rayleigh • Mie • Geometryczne
Proces, gdzie promieniowanie EM jest absorbowane i natychmiast reemitowane przez cząstkę lub molekułę – energia może być emitowana w różnych kierunkach
Rodzaj rozpraszania jest kontrolowany przez rozmiar długości fali względem wielkości cząstki
Rozpraszanie światła
![Page 51: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/51.jpg)
POŁUDNIE• mniej atmosfery• mniej rozpraszania • niebieskie niebo,
żółte słońce
ZACHÓD SŁOŃCA• więcej atmosfery• więcej rozpraszania• pomarańczowo-czerwone
niebo i słońce
• Molekuły w atmosferze rozpraszają promienie światła.
• Krótkie długości fali (niebieska, fioletowa) łatwiej się rozpraszają.
Rozpraszanie światła
Niebieskie niebo i czerwony zachód słońca
![Page 52: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/52.jpg)
![Page 53: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/53.jpg)
• Długość fali światła jest znacznie większa niż rozpraszanie cząstek• Światło niebieskie ~4000 Angstremów, rozpraszanie cząstek ~1 Angstrema
(1A=10-10 m)
Rozpraszanie Rayleigha
𝐼𝜆=𝐼 0 𝜆𝑒− 𝑥𝜆4
![Page 54: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/54.jpg)
• Zachodzi, gdy długość fali rozmiar cząstek,≅• Wyjaśnia rozpraszanie wokół większych kropelek takich jak Korona wokół
słońca czy księżyca, Poświata i podobne zjawiska.• Zachodzi z cząstkami, które są od 0.1 do 10 wielkości długości fali• Podstawowe rozpraszanie Mie zachodzi na cząstkach kurzu, sadzy z dymu • Rozpraszanie Mie występuje w dolnej Troposferze
Rozpraszanie Mie
![Page 55: Holografia jako przykład szczególny dyfrakcji i interferencji](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062520/5681655e550346895dd7e06d/html5/thumbnails/55.jpg)
Rozpraszanie Rayleigha i Mie