|
|
Темы научных работ на ФИЗЛЭШ
Изготовление дифракционных оптических элементов и голограмм
Эта работа является продолжением работы, представленной на конференции «Юниор 2002» и занявшей там первое место в секции «Физика и астрономия».
Дифракционные оптические элементы – это структуры, изменяющие волновой фронт световой волны заданным образом. Таким элементами являются дифракционная решетка, зонная пластинка Френеля (рис.1), фокусирующая свет в точку, голограмма точки, линии и др.  | | рис. 1 | В настоящее время в связи с развитием компьютерных технологий стало возможным изготовление самых разных дифракционных элементов. Они используются в системах оптической обработки информации, заменяют громозкие многолинзовые объективы, и в перспективе вытеснят традиционные оптические элементы (линзы, зеркала и др.). (Подробнее о голограммах phys.web.ru )
Цель работы
Целью работы является получение с помощью описанной ниже методики дифракционных оптических элементов и голограмм, а также дальнейшее совершенствование метода их изготовления.
Методика
С помощью компьютера рассчитывают распределение интенсивности. Это распределение фотографируется с экрана монитора компьютера на фотопленку, благодаря чему достигается уменьшение в необходимое число раз.
Для восстановления голограмм и демонстрации дифракционных оптических элементов используется установка (рис. 2),  состоящая из лазерной указки (длина волны 650нм), луч которой направляется в телескопирующую систему . Последняя позволяет расширить параллельный пучок света до диаметра, достаточного для освещения всего фотографического кадра. На выходе коллиматора ставится слайд дифракционного оптического элемента, результат дифракции света на котором наблюдается на экране.
Если у вас есть фотоаппарат с заряженной пленкой (лучше черно-белой) вы можете прямо сейчас получить голограмму простейшего объекта- точки. Для этого нажмите здесь: Голограмма точки
Цели работы и предполагаемые результаты
Хотя изложенная методика опробована на ЛЭШ 2001, она, тем не менее, требует дальнейшего усовершенствования: так изображения объектов получаются на ярком фоне, создаваемом лучами, не испытавшими дифракции на структуре. Последнее сильно затрудняет наблюдение изображений. На ЛЭШ 2002 планируется реализовать так называемую схему Лейта-Упатниекса, когда изображение формируется в стороне от пучка света, проходящего сквозь голограмму.
Методическая ценность работы (Чем полезна задача в учебном плане)
Ученик знакомится с теорией дифракции (зоны Френеля, метод векторных диаграмм и др.), осваивает языки программирования, компьютерное моделирование изображений, а главное, получает собственными руками дифракционные элементы и голограммы. Особо стоит отметить простоту и дешивизну метода, делающего его выполнимым в любой школе, где имеется компьютер. Не случайно на конференции "Юниор 2002" работа была удостоена также отдельного диплома от учительского жюри.
Итоги выполнения работы на ЛЭШ 2002
Была реализована геометрия Лейта-Упатниекса для таких объектов как точка и несколько точек. По результатам деятельности были подготовлены тексты работ и тезисы докладов к конференциям "Юниор 2003", "Старт
в науку 2003" и др. (И. Григал, А. Попкова, науч. рук. А.П. Пятаков )
|
|
