Ologrammi

Come funzionano gli ologrammi

Foto: La colomba su questo ologramma di carta di credito sembra ruotare quando si inclina la carta nella luce.

La luce del laser è molto più pura della luce ordinaria in un fascio di luce di una torcia. La luce in un raggio di torcia corre lungo qualsiasi vecchio modo, come gli scolari che corrono lungo un corridoio quando la campana suona per l’ora di casa.Ma in un laser, le onde luminose sono coerenti: viaggiano tutte esattamente al passo, come i soldati che marciano in parata.

Quando un raggio laser viene diviso per fare un ologramma, le onde luminose nelle due parti del raggio viaggiano in modi identici. Quando si ricombinano nella lastra fotografica, il raggio dell’oggetto ha viaggiato per un percorso leggermente diverso e i suoi raggi di luce sono stati disturbati dalla riflessione sulla superficie esterna dell’oggetto. Poiché i raggi erano originariamente uniti e perfettamente al passo, la ricombinazione dei raggi mostra come i raggi di luce nel raggio oggetto sono stati cambiati rispetto al raggio di riferimento. In altre parole, unendo i due raggi insieme e confrontandoli, si può vedere come l’oggetto cambia i raggi di luce che cadono su di esso – che è semplicemente un altro modo di dire “come appare l’oggetto”. Quindi un ologramma è effettivamente una registrazione permanente di come appare qualcosa visto da qualsiasi angolazione.

Ora questa è la parte intelligente. Ogni punto in un ologramma cattura le onde di luce che viaggiano da ogni punto dell’oggetto. Questo significa che ovunque si guardi un ologramma si vede esattamente come la luce sarebbe arrivata in quel punto se si fosse guardato l’oggetto reale. Quindi, muovendo la testa, l’immagine olografica sembra cambiare proprio come cambia l’immagine di un oggetto reale. Ed è per questo che gli ologrammi sembrano essere tridimensionali. Inoltre, e questo è molto bello, se rompi un ologramma in piccoli pezzi, puoi ancora vedere l’intero oggetto in uno qualsiasi dei pezzi: rompi un ologramma di vetro di una tazza in pezzi e puoi ancora vedere l’intera tazza in uno qualsiasi dei pezzi!(Puoi vedere una dimostrazione in questo fantastico video di come si taglia un ologramma e Hyperphysics ha una spiegazione più dettagliata di cosa intendiamo esattamente quando diciamo che “un pezzo di un ologramma contiene l’intero oggetto”)

Per cosa possiamo usare gli ologrammi?

Foto: L’ologramma su questa custodia di DVD è progettato per scoraggiare la pirateria del copyright.

Fino agli anni ’80, gli ologrammi erano un’idea scientifica un po’ stravagante.Poi qualcuno ha trovato il modo di stamparli su pellicola metallica e sono diventati una forma di sicurezza incredibilmente importante. Gli ologrammi di vetro hanno un aspetto molto più impressionante di quelli metallici minuscoli che si vedono sulle banconote e sulle carte di credito e spesso li si vede usati nei gioielli o in altri oggetti decorativi: si possono anche avere immagini olografiche appese al muro con occhi che ti seguono davvero per tutta la stanza! Negli anni ’80, un teatro britannico ha persino proiettato un ologramma di Laurence Olivier sul palco per risparmiare all’attore (che era ormai piuttosto anziano) il fastidio di apparire di persona ogni sera. Gli ologrammi hanno anche importanti usi medici e scientifici. In una tecnica chiamata interferometria olografica, gli scienziati possono fare un ologramma di qualcosa come una parte del motore e memorizzarlo come una “fotografia tridimensionale” per un successivo riferimento. Se fanno un altro ologramma di una parte del motore in una data successiva, confrontando i due ologrammi si evidenziano rapidamente eventuali cambiamenti nel motore che possono indicare segni di usura o guasti imminenti.

Nessuno ha ancora trovato un buon modo di fare immagini in movimento con ologrammi, ma probabilmente è solo una questione di tempo. Una volta che ciò accadrà, potremo aspettarci una TV olografica tridimensionale e un’intera nuova era di intrattenimento super-realistico!

Chi ha inventato gli ologrammi?

Artwork: Lo schizzo originale di Dennis Gabor del suo apparato olografico del 1950. La luce monocromatica (gialla) entra dal basso (1), passa attraverso vari prismi (blu) e lenti (grigie) e si divide in due fasci. Il fascio oggetto a bassa intensità a sinistra passa attraverso il campione su un vetrino (rosso, 10); il fascio di riferimento ad alta intensità a destra continua in parallelo senza toccare il campione. I fasci sono ricombinati in una lastra fotografica (21/22) in alto dopo essere passati attraverso più lenti (grigie) e prismi (blu). Opera d’arte dal brevetto USA #2,770,166: Improvements in and relating to optical apparatus for producing multiple interference patterns by Dennis Gabor, courtesy of US Patent and Trademark Office.

Gli ologrammi furono inventati da un brillante fisico di origine ungherese chiamato Dennis Gabor (1900-1979) mentre lavorava nel Regno Unito. Aveva fatto ricerche di fisica ottica negli anni ’40, e realizzò il suo lavoro rivoluzionario sull’olografia nei primi anni ’50. La cosa notevole della sua invenzione è che era molti anni avanti rispetto al suo tempo: i laser, che resero pratica l’olografia, non apparvero fino agli anni ’60. Negli anni ’30 inventò nuovi tipi di moltiplicatori di elettroni e tubi a raggi catodici; negli anni ’40 fece esperimenti con la fotografia e la proiezione, che lo misero sulla strada dell’olografia; le invenzioni successive comprendevano tessuti compositi da usare nelle apparecchiature televisive e varie innovazioni nella registrazione e trasmissione del suono. Verso la fine della sua vita, il brillante contributo di Gabor fu riconosciuto con l’assegnazione del massimo premio scientifico mondiale, il Premio Nobel per la Fisica 1971, “per la sua invenzione e lo sviluppo del metodo olografico.”