Mavzu: golografiyani o’rganisgh reja

O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O‘RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI

QARSHI DAVLAT UNIVERSITETI FIZIKA FAKULTETI
FIZIKA YO’NALISHI 2-KURS 02073 - GURUH TALABASI NORTOJIYEVA MADINANING
OPTIKA FANIDAN GOLOGRAFIYANI O’RGANISGH MAVZUSIDA TAYYORLAGAN

KURS ISHI

Topshirdi: N. Madina
Qabul qildi: M. Raxmonova

Qarshi-2022

MAVZU: GOLOGRAFIYANI O’RGANISGH

Reja
Kirish.
1. Golografiya haqida tushuncha
2. Gologramma hosil qilish.
3. Golografik tasvirni tiklash.
4. Golografiyaning q o’ llanilishi
5. Xulosa.
6.Foydalanilgan adabiyotlar.

2. Golografiya Kogerent nurlar dastalarining difraksiya va interferensiya hodisalariga asoslanib yorug‘lik to‘lqinlarining strukturasini yozib olish va uni (asl) o‘z holiga qayta tiklash usuliga golografiya deyiladi. Golografiya degan ibora grekcha «holo» «to‘liq» va «graph» «yozaman» so‘zlaridan tashkil topgan bo‘lib, u buyumlarni tashqi ko‘rinishini «yozib olish»ning maxsus usulini anglatadi. Bu usul 1947 yilda ingliz fizigi D.Gabor tomonidan kashf qilingan. (1971 yilda Nobel mukofotiga sazovor bo‘lgan). Golografiyaning mohiyati buyumdan kelayotgan (qaytish yoxud sinish tufayli) nurlanishning to‘lqin frontini fotoplastinkaga qayd qilish (yozib olish), so‘ng buyumning tasvirini vujudga keltirish maqsadida bu frontni tiklashdan iborat (10.5-rasm). Golografiyaning fotografiyadan farqi, fotografiyada yoritilgan obektning ayrim nuqtalaridan qaytgan nurlar fotoplastinka yoxud fotoplyonka tekisligining ayrim nuqtalariga ob’ektiv yordamida fokuslanadi. Bunda buyum barcha qismlarining tasvirlari ravshan bo‘lavermaydi. Fotoapparat biror tekislikka ravshan qilib moslangan bo‘lsa, buyumning shu tekislikda yotuvchi nuqtalarining tasvirlari ravshan bo‘lib chiqadi. Buyumning bu tekislikdan beriroqdagi yoki nariroqdagi qismlarining tasvirlari esa unchalik aniq bo‘lmaydi. Masalan, bino oldida turgan odamning fotografik tasvirida odam gavdasi berkitib turgan bino qismini fotografiyaga turlicha vaziyatlardan qaragan bilan bari bir ko‘rib bo‘lmaydi. Bundan tashqari binoni odamdan qanchalik uzoqda joylashganligini ham aniqlab bo‘lmaydi. Bino va odamning tasvirlari bir tekislikda ko‘rinadi. Lekin fotografiyaga qarab biz jismlarning fazodagi joylashuvi to‘g‘risida tasoavvur hosil qilamiz. Buning sababi - inson miyasi hajmiy buyumlarni ularning yassi tasvirlariga qarab bilib olishga o‘rganib qolganligidir. Fotografiyada tasvirlarning yassilik harakteri quyidagicha tushuntiriladi: fotoplastinkada buyumning ayrim nuqtalaridan qaytgan nurlarning nisbiy intensivliklari qayd qilinadi, xolos. Bu nurlar fazalari orasidagi munosabatni fotoplastinkaning qorayishiga hech qanday ta’siri yo‘q. Vaholanki, fazalar orasidagi munosabat buyumning ayrim nuqtalarini fotoplastinkadan uzoqliklariga bog‘liqdir. Demak, buyumdan qaytgan nurlarning faqat amplitudalarinigina emas, balki fazalarini ham fotoplastinkada qayd qilish usulini topish lozim. Bu usul golografiyadir. Golografiya to‘lqin optikaning asosiy qonunlari - interferensiya va difraksiya qonunlaridan foydalanish asosida vujudga keldi. Fotografiya jismlarning faqat ikki o‘lchamli (yassi) tasvirini bersa, golografiya hajmiy (uch o‘lchamli) tasvirini interferension manzarasini beradi. Gologramma jismlardan sochilgan kogerent nurlar bilan tayanch to‘lqinlar qo‘shilishidan hosil bo‘ladi. Gologramma (hajmiy tasvir) nur tarqalish yo‘nalishi, fazasi, amplitudasi to‘lqin uzunligi haqida informatsiya beradi. Gologrammani qayta tiklash uchun yana tayanch to‘lqinlariga mos nurlar bilan yoritish lozim, bu holda difraksiyalanuvchi nurlar paydo bo‘lib, bizga jismdan sochilgan nurlar nusxasini beradi va kuzatuvchi bu jismning o‘zini ko‘rayotgandek bo‘ladi (10.5-rasm). 10.5-rasm. Gologramma olish chizmasi. Lazer nuri L linza yordamida kengaytirilib A obekt va uning yonidagi K ko‘zguga yuboriladi. Kuzgudan va buyumdan qaytgan to‘lqin kogerent to‘lqinlar uchrashib fotoplyonkada gologrammani beradi. Fazoning katta hajmida interferensiya manzarasi bo‘lishi uchun jismni faqat kogerent dastalar bilangina yoritish kerak. Shuning uchun golografiya 1960 yillarda yuqori kogerentlikdagi yorug‘lik manbalari – lazerlar paydo bo‘lishi bilangina rivojlana boshladi. 1947 yilda D.Gabor tasvirlarni hosil kilishning golografik usulini taklif qilganda u haqda bir necha mutaxassislargina bilar edilar. Hozir golografiya – optikaning eng muhim sohalaridan biridir. Gologrammalarni olishning turli usullari mavjud. Y.N.Denisyuk eng ajoyib usullardan birini taklif qildi. Gologramma shunday qalin qatlam emulsiyali fotoplastinkaga yoziladiki, qatlamning qalinligi yorug‘lik to‘lqini uzunligidan ancha katta bo‘ladi. Jismdan qaytgan va asosiy dastalarning interferensiya manzarasi emulsiya qalinligida sodir bo‘ladi. Ko‘p muzeylarda xuddi shunday gologrammalar qo‘yilgan. Ularda jismning tasvirini tiklash uchun oddiy yoritgich yoki quyosh nurining o‘zi yetarlidir. Bunday gologrammaning strukturasi to‘lqin frontini tiklash uchun zarur bo‘lgan nurlarni o‘zi tanlab oladi. Gologrammalar faqatgina jismlarning obrazini yaratish uchungina qo‘llanilmaydi. Ular nihoyatda ulkan miqdordagi ma’lumotlarni yozib olishga yordam beradi, ularni optik sistemalarning aberratsiyalarini (tasvirning buzilishlarini) to‘g‘rilashda, mashinalarning vibratsiyalarini nazorat qilishda ham ishlatish mumkin. Nazariy hisoblashlardan shunday bog‘lanish kelib chiqadi: gologrammaning birlik yuzida jism haqida 2 N 1/ ta mustaqil ma’lumot qayd qilish mumkin. Shunday qilib, geliy– neon lazer nurlanishi (=0,632 mkm) bilan olingan gologrammaning 1 sm2 ga 250 mln. ta mustaqil ma’lumot to‘g‘ri keladi. Gologrammadagi ma’lumotlarning ko‘p sonligi strukturasining murakkabligida o‘z aksini topadi. Odam gollogrammaning kuchli kattalashtirilgan sohasini turli darajada qoralashgan tartibsiz dog‘lar to‘plami sifatida ko‘radi. Bunday taassurotning sababi, ko‘zimizning gologrammada aniq qonuniyatlar asosida berilgan jism haqidagi ma’lumotlarni ko‘raolishga noqobilligidir. Golografik tasvirlarni tiklash - bu ma’lumotlarni bir shakldan inson his qilishi uchun qulay boshqa shaklga aylantirishdan, yoki ularni EHM ga kiritishga moslashtirishdan iboratdir. Gologrammani tiklash vaqti juda qisqa (10-10 s gacha). Binobarin, golografiya ulkan miqdordagi ma’lumotlarni yozib olish, saqlash va juda tez o‘zgartirish imkonini beradi. Golografiyaning bu xususiyatlaridan ko‘plab ilmiy va texnik problemalarni hal qilishda foydalaniladi. Masalan, golografik interferometriya interferensiya usullari bilan yorug‘likni diffuz sochuvchi obektlarni, masalan, metall konstruksiyalarning korroziya bilan qoplanishini beton balkalari, avtomabil pokrishkalari va shunga o‘xshashlarni tekshirishga imkon berdi. Agar bunday obektning deformatsiyasini o‘rganish lozim bo‘lsa, u holda gologramma yordamida uning uch o‘lchamli tasviri hosil qilinadi va bu tasvir obekt bilan qo‘shiladi. Bunda obekt va gologrammani, gologramma olish vaqtida qo‘llanilgani singari, yorug‘lik bilan yoritiladi. Endi tasvirning yorug‘lik bilan jismdan qaytgan yorug‘lik interferensiyalanadi, chunki ular kogerentdir (3.28-rasm). Agar obekt o‘z shaklini bir oz o‘zgartirgan bo‘lsa, u holda golografik tasvir bilan obektdan qaytgan nurlar orasida yo‘l farqi yuzaga keladi, natijada obekt shaklining o‘zgarishini xarakterlovchi interferensiya polosalari paydo bo‘ladi. Golografik interferensiyani kuzatishning boshqa usuli ham mavjud. Fotoplastinkaga jismning turli ikki holatdagi ikki gologrammasi ketma-ket «yoziladi». «Qo‘shaloq» gologrammani yoritishda tiklangan tasvirlarning to‘lqinlari interferensiyalanadi va jism sirtida xuddi birinchi holdagidek, obekt holati o‘zgarishini harakterlovchi manzara hosil bo‘ladi. Tovush to‘lqinlari yordamida ham gologrammalar olish mumkin. Kogerent tovush to‘lqinlari ilgaridan ma’lum, ultratovush yordamida juda katta obektlarni yoritish mumkin. Tovush va optik gologrammalar olish prinsiplari birday, faqat tovush gologrammalarida olimlarga yorug‘lik intensivligi o‘zgarishlari o‘rniga bosim o‘zgarishlari bilan ish ko‘rishga to‘g‘ri keladi. Tovush to‘lqinlari yorug‘lik o‘ta olmaydigan jismlarga ham osongina kirib boradi. Akustik golografiya kelgusida meditsina, geofizika, metollurgiyada keng qo‘llanishi mumkin. Bunday gologramma yordamida vrach odamning ichki organlarini, geofizik esa yer boyliklarini ko‘ra oladi. Fizik va injenerlar optik hisoblash mashinasi yaratishmoqda. Uning loyiha quvvati sekundiga 1 mlrd. operatsiyadan ortiq bo‘lib, hozir mavjud eng «tez» EHM larnikiga nisbatan o‘nlarcha marta katta bo‘ladi. Bunday mashinalarning asosini lazer qurilmalari tashkil qiladi. Ularning xotirasi ham optik bo‘lib, ma’lumotlarni golografik yozishga asoslanadi. O‘lchami 1010 sm2 bo‘lgan gologrammaga 100 mln dan ortiq ma’lumotni yozish mumkin; bunday hajmdagi ma’lumot uchun 1 mln. betga yaqin bosma tekst kerak bo‘ladi. Golografik optika yordamida hozir murakkab matematik hisoblashlar, funksiyalarni diferensiallash, integral operatsiyalar bajarilmoqda; eng murakkab tenglamalar yechilmoqda.

Golografiyaning asosi.

Endi golografiyaning asosi bilan tanishishga o’taylik. Xo’sh, jism to’g’risidagi malumot (uning tasviri) qanday qilib qayd etiladi va qanday qilib tiklanadi? Buning uchun jismdan chiqayotgan to’lqin amplitudasi va fazasini qayd qilish va qayta tiklash zarur. Bu esa amalda mumkin. Chunki interferensiyada, intensivlikning taqsimoti interferensiyaga kiruvchi to’lqinlarning ham amplitudalariga, ham fazalariga bog’liq

Shuning uchun ham faza, ham amplituda haqidagi ma'lu-motlarni qayd qilish uchun jismdan chiquvchi to’lqindan (jism to’lqini) tashqari, yorug’lik manbayidan boruvchi, unga kogerent bo’lgan to’lqindan ham (tayanch to’lqini) foydalaniladi.

Golografiyaning asosiy g’oyasiga muvofiq, jism va tayanch to’lqinlari hosil qiladigan interferension manzaradagi intensivliklar taqsimoti rasmga tushirib olinadi. So’ngra, fotoplastinkada qayd qilingan qoraygan taqsimotlar yorug’lik difraksiyasi yordamida qayta tiklanib, jism bo’lmasa ham, uni o’rganish imkoniyati vujudga keladi.

Gologramma hosil qilish.

Gologramma deb,fotoplastinkada qayd qilingan tayanch va jism to 'Iqinlari hosil qilgan interferension manzamga aytiladi. Buning qanday amalga oshirilishi.
Lazer nuri ikkita qismga ajratilib, bir qismi ko’zguga, ikkinchi qismi esa jismga yoo’naltiriladi. Nurning birinchi qismi ko’zgudan qaytib fotoplastinkaga tushsa (tayanch to’lqini), ikkinchi qismi jismdan qaytib fotoplastinkaga tushadi (jism to’lqini). Bu to’lqinlar kogerent bo’lganliklari uchun fotoplastinkada interferensiya manzarasini vujudga keltiradi. Tayanch va jism to’lqinlarining qo’shilishi natijasida hosil bo’lgan interferensiya manzarasining fotoplastinkadagi rasmi chiqarilib, gologramma hosil qilinadi.

Golografik tasvirni tiklash.

Tasvirni tiklash uchun gologramma dastlabki joyiga qo’yiladi U tayanch to’lqini bilan yoritilib, lazerning jism orqali tushadigan qismi to’siladi. Fotoplastinkaga tushayotgan nurning interferension manzaradagi difrak-siyasi natijasida jism to’lqinining nusxasi, ya'ni jismning mavhum hajmiy tasviri tiklanadi. Tasvirda jismning barcha xususiyatlari aks-langan bo’lib, golografiyagacha qayerda turgan bo’lsa, o’sha joyda turadi. U shunchalik real tuyuladiki, ushlab ko’rish mumkindek bo’ladi. Bundan tashqari, kuzatish gologrammaning o’ng tomonidan o’tkir burchak ostida olib borilsa, narsaning haqiqiy tasviri ham tiklanadi. Lekin bu holda narsaning joylashuvi teskarisiga o’zgaradi. Masalan, botiq joy qavariq va aksincha bo’ladi. Ammo, odatda, jism real mavjuddek tuyuladigan mavhum tasvirdan foydalaniladi.

Shuni ta'kidlash lozimki, hatto gologrammaning bir bo’lagi ham tasvirni to’la tiklashga imkon beradi. Ammo bo’lakchaning juda kichik bo’lishi tasvirning aniqligini yomonlashtirishi mumkin.

Golografiyaning qo’llanilishi.

Golografiya usulidan hozir juda ko’p sohalarda foydalaniladi. Lekin ularning eng muhimi — ma'lumotlarni yozish va saqlash. Golografiya oddiy mikrofotografiya usuliga qa-jjaganda, bir xil hajmga yuzlab marta ko’p ma'lumotni yozishga imkon beradi. Masalan, o’lchamlari 32x32 mm bo’lgan fotoplastinkaga, har birining yuzasi 1 mm2 dan bo’lgan 1024 ta gologrammani, ya'ni 1024 betli kitobni joylashtirish mumkin. Golografik xotirali EHM, golografik elektron mikroskop, golografik kino va televideniye, golografik interferometrlar kabi istiqbolli sohalar endigina rivojlana boshlamoqda.