Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

5 frågor/svar hittade

Ljud-Ljus-Vågor [18675]

Fråga:
Hej! Jag håller på att forska om hologram och jag undrar hur återskapningen av ett transmissions hologram fungerar. Måste man ha en spridningslins för att rekonstruktions vågen ska nå varje del av hologramplåten? Om inte, hur kan laserns riktade ljus få hela hologramet att avge information?
/Celia W, Nova Montessoriskola, Kungsbacka

Svar:
Hej Celia! Vi är inte experter på hologram men lite kan vi säga.

Ett hologram är något helt annat än ett fotografi. I ett fotografi finns bilden av ett föremål i en viss punkt. I ett hologram är "bilden" av föremålet spritt över hela hologrammet. Om du bara belyser en lite del av hologrammet får du fortfarande hela bilden. Problemet är att du får sämre upplösning, dvs bilden blir suddigare. Detta är orsaken till att man med en lins gör laserstrålen tillräckligt bred för att täcka hela hologrammet.

Se vidare länk 1 och Holography .
/Peter E

Nyckelord: hologram [5];

1 http://science.howstuffworks.com/hologram.htm

*

Ljud-Ljus-Vågor [16702]

Fråga:
Hur fungerar en Mirage?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hur går strålgångarna i en dubbelkonkav spegling? På MacDonalds fanns en leksak med två motvarandra konkava speglar som lyfte upp en bild av leksaken som finns inuti. Jag vet hur strålningen i en konkav spegel går men har inte lyckats rita hur det fungerar här. Varför blir bilden upplyft ovanför spegeln?
/Gunni L, Stenkulaskolan, Malmö

Svar:
Efter lite problem att identifiera spegelsystemet (tack Carina och Thomas!) har jag slutligen hittat tillräckligt bra dokumentation för att kunna beskriva hur det fungerar. Spegelsystemet heter heter 'Mirage® 3D Hologram Maker' eller 'Mirascope'. De flesta sajter man hittar med en Google-sökning är bara försäljning av Miragen och ingen förklaring. Länk 1 var emellertid bättre med en ganska detaljerad beskrivning. Där fanns även en YouTube-video som visar hur det ser ut (klicka på högerpilen för att starta):

Här är en demo för en skolklass som en del av en optiklektion. Videon visar bland annat hur man kan belysa den reella bilden med en ficklampa:

Lite mer sökande gav länk 2, som verkligen beskriver hur det fungerar. Bilderna nedan kommer från denna sida.

För det första så är det inte ett riktigt hologram - det ser bara ut som ett hologram. Ett hologram bygger på interferens med (normalt) en laserstråle. Denna konstruktion innehåller bara två paraboliska konkava speglar vända mot varandra.

Låt oss börja med att diskutera reella och virtuella bilder. Om man riktar ett vanligt teleskop med en positiv lins mot ett föremål (figur a nedan) och tittar på fokalplanet från sidan så ser man ingenting eftersom synfältet i kikaren är mycket begränsat. Den reella bilden i fokalplanet kan endast betraktas från en riktning rakt motsatt riktningen mot objektivet. Detta är var okularet normalt finns.

En vanlig spegel (figur b) ger en bild belägen bakom spegeln dit inga ljusstrålar når. Detta kallas för en virtuell bild. Bilden ser ut att komma från bakom spegeln, men där finns (eftersom det inte finns några ljusstrålar där) inget som kan fångas upp på en skärm.

Figur c visar hur en parabolisk spegel fungerar. Ljus från fokalpunkten kommer att gå ut som ett parallellt knippe i optiska axelns (parabelns storaxel, spegelns symmetriaxel) riktning. Omvänt så kommer ljus som infaller parallellt med optiska axeln (från ett avlägset föremål) att samlas i fokalpunkten.

Figur d visar hur Mirage är konstruerad. Den nedre spegeln (A) har sitt fokus nära den övre spegelns (Bs) plan. Fokus för B ligger på samma sätt i As plan.

Man kan nu förstå strålgången i figur e. En stråle från t.ex. knorren kommer ju nästan från fokalpunken för spegel B, och kommer alltså att speglas så att den kommer parallellt med optiska axeln. Den kommer sedan att speglas av spegel A mot dess fokus. Ljusstrålar i olika riktningar kommer att bygga upp en fullständig reell bild av föremålet nära fA. Det ser alltså ut som om grisen är i punkten fA och inte i punkten fB. Enda skillnaden är att den avbildade grisen är roterad 180 grader i horisontalplanet.

Observera att föremålet i fB är skymt av spegeln B eftersom man tittar från sidan. Uppifrån ser man ingen bild, men man ser föremålet.

Varför ser man bilden från sidan i Mirage men inte i fallet med den positiva linsen i figur a? I fallet Mirage är synfältet mycket stort, så bilden blir till en fullständig en 3d-kopia av objektet som kan betraktas från alla riktningar. För den positiva linsen är synfältet som sagt mycket begränsat, så det finns inga ljusstrålar som går ut åt sidorna.

Hur var det med belysningen av bilden i den andra videon? Även en reell bild på den lilla grisen är, som man märker om man petar på den, immateriell. Hur kan den då reflektera ljus från ficklampan? Det kan den naturligtvis inte, utan det är så att ljuset från lampan går samma men omvända vägen som ljuset från föremålet. Det är alltså föremålet som belyses, men via två reflektioner i först den nedre och sedan den övre spegeln.

Mirage-principen är inte bara en kul grej, utan konstruktionen används som aberationskorrigerare i teleskop och kallas då av uppenbar anledning 'clam-shell corrector'. I dessa fall är givetvis även den nedre spegeln försedd med hål.

Lite mer om Mirage finns i Wikipedia-artikeln Parabolic_reflector#Applications . Här är historien bakom Mirage (från www.grand-illusions.com):

Mirage was originally discovered over 30 years ago, when a member of staff at the University of California at Santa Barbara was cleaning around a stack of searchlight reflectors (which are parabolic reflectors of course!) when he noticed that he was trying to clean off some 'dust' that turned out not to actually be there! He showed this to one of the physics professors, and the two of them started making a commercial product, based around the phenomenon that they had accidentally discovered.

Tack Mette och Sven från Astronomi för värdefull input om spegelsystem!



/Peter E

Nyckelord: 3d-bilder [6]; hologram [5];

1 http://www.optigone.com/3D_hologram.htm
2 http://fragelada.fysik.org/resurser/mirage.pdf

*

Ljud-Ljus-Vågor [14913]

Fråga:
Hej! jag sökte på ne.se om holografi och läste detta: "I vanlig fotografering av ett tredimensionellt objekt försvinner djupdimensionen, därför att endast ljusets intensitet (amplitudens kvadrat) registreras, t.ex. som en svärtning på den fotografiska plåten. All information om fasen för ljusvågorna som reflekterats från objektet har däremot gått förlorad. Vid holografisk registrering bevaras såväl amplitud som fasinformation och en tredimensionell bild av objektet kan återskapas."

Vad menar de med det? Tidigare har jag kunnat läsa på den här sidan att ljusets fas inte har någon betydelse för det vi ser och att anledningen till att vi ser djup i bilder är att varje öga tar emot varsin bild och sedan sätter hjärnan samman dessa två bilder till en slags gemensam, i vilken vi ser djup. Kan ni hjälpa mig att reda ut det här!

Tack för all hjälp!
/harald e, enskilda gymnasiet, stockholm

Svar:
Harald! Ögat och en fotografisk plåt är inte känsliga för fasen som sådan - frekvensen är så hög att man bara registrerar ett medelvärde. Ett hologram återskapar vågfronten helt och hållet så bilden i de båda ögonen är lite olika på samma sätt som när man tittar direkt på ett föremål. Det är inte helt lätt att förstå hur det fungerar och ungraren Dennis Gabor (1900–1979) uppfann holografi av en slump 1947. Han fick nobelpriset i fysik år 1971, se länk 1. Under länk 2 finns en bra beskrivning av hologram (på engelska).
/Peter E

Nyckelord: hologram [5];

1 http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1971/index.html
2 http://science.howstuffworks.com/hologram.htm

*

Ljud-Ljus-Vågor [12824]

Fråga:
Hej! Vi håller på med synvillor på våra fysiklektioner just nu och jag har fått ett uppdrag av min lärare att ställa en fråga. I hobbyaffärer finns det linjaler att köpa som har figurer, och dom ändrar på sig om man vrider på linjalen. Vad beror det på? Det är lite svårt att förklara vad jag menar men jag hoppas att ni förstår mig.
/Oskar M, Prästängsskolan, Eksjö

Svar:
Oskar! Synvillor är roliga att experimentera med, inte bara för att de är skojiga ur fysiksynpunkt, men även för att man kan lära sig en massa om hur vi människor uppfattar ljus! Jag rekommenderar ett besök på Länk 1 nedan - där hittar du en massa olika experiment och synvillor!

När det gäller dina fråga om linjalerna, så är jag inte helt säker på att jag vet vad du menar, men jag tror att det handlar om samma sorts bilder som finns på kreditkort och nya sedlar (t.ex 100-kronorssedlar).

De kallas hologram, och är gjorda med en speciell fotograferingsteknik som heter holografi. Resultatet blir en slags tredimensionell bild. Om man kombinerar flera sådana hologrambilder kan man få effekten att när man tittar från olika håll ser det ut som om ett föremål förvandlas till ett annat!

Det är inte så lätt att förklara hur man gör hologram, men låt mig göra ett försök med hjälp av bilden nedan! Det hela bygger på att ljus från en laser har mycket välbestämda egenskaper. När man gör ett hologram så belyser vi filmen samtidigt med laserljus från två håll - dels med ljus som reflekteras från föremålet vi vill fotografera, dels med en "referensstråle" som gått direkt från lasern. Detta är möjligt eftersom vi delar upp laserljuset med en stråldelare, innan det leds vidare med speglar och linser.

För att förstå vad som händer när ljusstrålarna möts vid filmen måste man veta litet mer om (laser)ljus. Det visar sig att laserljuset kan beskrivas som en vågrörelse - precis som ljud, eller som vågor i havet. När havsvågor från olika håll kommer in mot en strand kan man se hur resultatet ibland blir en större våg men ibland motverkar de varandra och resultatvågen blir liten. Fysiker kallar detta fenomen "interferens".

En liknande effekt uppstår när laserstrålarna möts vid filmen - beroende på hur lång sträcka de har färdats från stråldelaren till filmen kommer de att mötas t.ex. "vågtopp mot vågtopp" eller "vågtopp mot vågdal". I det första fallet får vi en intensivare ljusfläck än i det andra. På så sätt uppstår ett "interferensmönster" på filmen - och i detta mönster finns information om det avbildade föremålets tredimensionella utseende, inte bara en platt yta som när vi tar bilder med en vanlig kamera.

När vi framkallat bilden och lyser på den med laserljus får vi tillbaka en skarp 3D-bild med djupkänsla i. Om vi lyser på bilden med vanligt ljus blir bilden litet suddigare - det beror bland annat på att vanligt ljus är en blandning av en massa olika färger, och inte bara en som laserljuset.

Om du slår upp holografi i Nationalencyklopedin får du mer information. Holography innehåller en ganska detaljerad beskrivning - länk 2 är en mindre omfattande svensk version av denna.



/Margareta H

Nyckelord: hologram [5]; interferens [12]; synvilla [5];

1 http://www.michaelbach.de/ot/
2 http://sv.wikipedia.org/wiki/Holografi

*

Blandat [393]

Fråga:
Hej! Har länge grubblat på hur stort avstånd man ska ha mellan de olika sakerna när man tillverkar ett hologram. Eller är det möjligt att tillverka ett hologram på skolan ?
/

Svar:
Det är inte helt enkelt att göra ett hologram själv och det går inte att ha de olika sakerna som ska vara med i hologrammet långt från varandra.

Det finns en bra och enkel beskrivning av hur man gör hologram i gymnasieboken i fysik (B-kursen) av Ölme, Zetterberg, Magnusson, Gislén och Bengtsson utgiven på Liber. Du kan säkert låna denna bok på biblioteket.

Lycka till med Ditt hologram!

Nyckelord: hologram [5];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7181 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-09-26 10:23:43.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.