Azonosító:
Jelszó:
Emlékezz rám!
Elfelejtetted a jelszavadat?

Itt bepillanthatsz
a Mi MICSODA filmekbe:

Get Flash to see this player.

A holográfia és a hologramok

2016. szeptember 20., 15:51
 

Ma már fel sem tűnik, hogy CD-ken, bankkártyákon vagy az új papírpénzeken apró hologramokat látunk, amelyeket a legbiztonságosabb azonosító jelekként tettek rá ezekre a tárgyakra. A hologramok ugyanis (szinte) hamisíthatatlanok, mert róluk csak az eredeti hologram segítségével lehetne tökéletes másolatot készíteni, az eredeti azonban külső személyek számára nem megszerezhető. A hologram pedig azért is használható ilyen jól, a hétköznapi életben, mert a benne tárolt információ sűrűsége nagyságrendekkel meghaladja a hagyományos számítógép-memóriákban tárolt információ-sűrűséget, s amellett az információ előhívása is sokkal gyorsabb.


 
Ebből a rajzból kis tanulmányozás után jól megérthető a holográfia mibenléte.

Micsoda a holográfia?
A holográfia olyan képrögzítő eljárás, amely a fény hullámtermészetén alapul és a hagyományos fotózási eljárásokhoz képest térhatású, tehát háromdimenziós képeket lehet vele alkotni. Az eljárással létrehozott, egyedi képeket nevezzük hologramoknak. A szó az „egész” jelentésű „holosz” és a „leírás, ábrázolás” jelentésű „graphó”, a hologram esetében a „leírás” jelentésű „gramma” görög szavakból ered. (Mindhármat jól ismerjük egyéb területekről is: a holoszt a holocén, a holokauszt és a holisztikus, a graphót pl. a grafikus, grafikon, graffiti vagy az autogram, piktogram stb. kifejezésekből.)
A hagyományos fényképezés során a tárgy képét lencserendszerrel közvetítjük a film síkjára. A filmen a lefotózott tárgyról kiinduló fény intenzitásának megfelelően az egyes pontokban feketedés jön létre. Mivel azonban itt a feketedés mértéke csak a fény erősségétől (vagyis az amplitúdójától) függ, a fényhullám másik jellemzőjétől, a fázistól azonban független, így minden információ, amit a fázis hordoz és ami a hullám rezgésállapotára jellemző, elvész. A tárgynak minden egyes pontja ugyanabba a síkban jelenik meg, tehát a kép kétdimenziós lesz. A holográfia ezt a hiányosságot pótolja, azzal, hogy az intenzitás mellett a hullám fázisát is képes rögzíteni, miáltal lehetségessé válik a teljes információ felvétele és tárolása. Igaz, ennek gyakorlati megvalósítására csak akkor került sor, amikor már a lézer is megjelent, ugyanis jelenleg ez az egyetlen, olyan fényforrás, amely biztosítani tudja az interferencia előállításához szükséges koherenciát, amely pedig nélkülözhetetlen a tényleges térbeli kép létrehozásához. (A fizikában koherensnek nevezik azt a helyzetet, amelyben a fénykibocsátás során a rezgések fázisa között szoros az egybeesés.) A hologram történetéhez tehát az is hozzátartozik, hogy jóval előbb (1947-ben) volt meg az elmélet, mint ahogyan azt – végül 1963-ban és további kutatók közreműködésével – a gyakorlatban is bizonyítani lehetett.

Ez a Corellian nevű korvett (hadihajó) hologramja, amelyet a Star Wars című filmben láthatunk. Ma már a filmekben igen gyakran használják a holografikus megoldásokat, a tárgyak tényleges megépítése helyett. Különösen, amikor a tárgyak kizárólag az ember fantáziájában léteznek.

Ekkor a Michigani Egyetem két elektromérnöke, Emmett N. Leith és Juris Upatnieks fejlesztette tovább az elmélet megalkotója, Gábor Dénes eljárását. Ő ugyanis addig csak elektronhullámokkal dolgozhatott (hiszen a lézert csak 1961-től találták fel), és módszerét addig csupán  az elektronmikroszkópos képek felbontóképességének tökéletesítésére tudta felhasználni. A később kifejlesztett lézer segítségével azonban már fotóeljárásként is alkalmazhatták: szürkés színű, áttetsző filmszalagot készítettek, amely olyan volt, mint egy alulexponált fényképfilm, majd anélkül, hogy lencséket használtak volna, a lézer beiktatásával háromdimenziós képeket állítottak elő. A hologram készítésekor a tárgyat koherens lézerrel világítják meg, majd a visszaverődő fénynyalábot egy féligáteresztő tükör segítségével úgynevezett referencianyalábbá transzformálják. A két sugár a fotólemezen találkozik, ahol interferencia képet, azaz hologramot hoznak létre. A hologram felvételének és rekonstruálásának lényege tehát az, hogy megfelelő módon rögzítik, illetve a rögzített interferenciakép segítségével újra létrehozzák és továbbengedik azt a hullámfrontot, amely a tárgyról kiindult. (Ha ennél is részletesebben érdekel az eljárás, pl. itt találsz további leírásokat.)

Az egykor emigrálni kényszerülő Gábor Dénes emlékét Magyarországon bélyeg is őrzi.

Ki volt Gábor Dénes?
A hologram feltalálója egy magyar származású villamosmérnök, Gábor Dénes volt. Ő 116 évvel ezelőtt, 1900. június 5-én született, Budapesten, zsidó magyar családban, Günszberg Dénes néven. Már egészen kicsi korától különösen izgatta a fizika, és szinte minden idejét ennek tanulmányozásával töltötte. Nem csoda, hogy tízévesen már találmányokon is gondokozott, és tizenöt évesen laboratóriumot rendezett be a lakásukban. A holográfia gondolata is már tizenhét éves korában megfogalmazódott a fejében. Érettségi után először a budapesti Műegyetem gépészkarán tanult, de később Berlinben szerzett villamosmérnöki diplomát. Doktori dolgozatát a nagysebességű katódsugár-oszcilloszkóp továbbfejlesztéséről írta. 1921-1922-ben Einstein egy fontos szemináriumára járt, amelyen a statisztikus fizikával foglalkoztak. 1927-től a német Siemens és Halske cégnél helyezkedett el, és ott fejlesztette ki első fontos találmányát, a higanygőz világítótestet. Ezt azóta utcai lámpák millióiban alkalmazzák. 1933-ban úgy látta, hogy Magyarországon nagyobb biztonságra talál, és haza jött a nácizmus elől. Egy ideig a Tungsram Gyárnál folytatta a kutatásait, ám ahogyan Magyarország is elkezdett fasizálódni, be kellett látnia, hogy itt sem tud nyugodtan továbbdolgozni. A zsidótörvények életbe lépése után két tudós munkatársával, Orován Egonnal és Polányi Mihállyal együtt Angliába emigrált, ahol később mindhárman az Angol Királyi Akadémia tagjai lettek és nemsokára a brit állampolgárságot is megkapták. A háború után Londonban végre belekezdhetett abba is, hogy kidolgozza a holográfiáról alkotott elképzeléseit. 1947-re készen lett ennek elméleti rendszerével, ám, mint már arról volt szó, a teljes megvalósításához még hiányzott a megfelelő bevilágító eszköz. Ezt hozta meg aztán számára a lézer. Emellett száznál is több bejegyzett szabadalma, találmánya volt, többek között a Wilson-kamra is, amely a részecskék sebességét méri. Emellett a holográfiai mikroszkóp, az univerzális analóg számítógép, továbbá a lapos, színes tv-képcsövek kifejlesztésének is tevékeny részese volt. A holográfia feltalálójaként 1971-ben fizikai Nobel-díjat vehetett át, amely meghozta számára a világhírt is. Nem sokkal ezután, 1972-ben hazalátogatott Budapestre, ahol több előadást is tartott a holográfiáról, sőt, jelenlétével megtisztelte a Magyar Televízió Ki miben tudós című műsorát is.
Utolsó éveit súlyos betegségben töltötte, de gondolkodása mindvégig friss maradt. 1979. február 9-én halt meg Londonban, ahol a tiszteletére Gábor Dénes-díjat alapítottak. A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Budafoki úti szoborparkjában ill. az informatikai épületének aulájában szobrot állítottak az emlékére. Nevét főiskola, gimnázium, számítástechnikai emlékverseny, díj, terem és utca viseli, hazánkban illetve Londonban is. Az égbolton pedig a 72071-es számú, Gábor nevű kisbolygó őrzi a nevét.
A hologramot egyre több területen láthatjuk viszont, hiszen az eljárás forradalmi újítást jelentett a képalkotás terén, és ki tudja, még milyen további találmányokkal lehet majd tökéletesíteni. Mindenesetre Gábor Dénes életútja nemcsak a tudomány különböző területeinek összefonódására, hanem arra is jó példa, hogy érdemes kitartanunk amellett, ami már kiskorunktól különösen izgat minket.

 

Lévai Júlia

 

 
Nyomtatóbarát verzió
Küldd tovább ezt a cikket barátodnak, ismerősödnek
Ajánld a Mi MICSODA Klubot barátodnak, ismerősödnek

Kapcsolat | Impresszum