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Versuch zur Holographie
Weißlicht-Reflexionshologramm |
Der Versuch
Der Laserstrahl wird durch eine Aufweitlinse (Mikroskopobjektiv) aufgeweitet,
damit er das ganze Objekt ausleuchten kann. Der Strahl trifft durch den
hochempfindlichen, durchsichtigen Holografiefilm auf das Objekt und wird von
ihm reflektiert. Der direkt auf den Film fallende Strahl (Referenzbündel)
und der vom Objekt reflektierte (Objektbündel) überlagern sich und bilden
ein Interferenzmuster aus dunklen Ringen und Flecken. Das Interferenzmuster
hat zunächst keinerlei Ähnlichkeit mit dem Objekt. Das Hologramm wird jedoch
sichtbar, wenn man es unter Weißlicht betrachtet - vorausgesetzt, der
Versuch ist gelungen.
Serie 1
Ergebnisse:
Negative sind in der Mitte schwarz, werden nach außen hin heller, deutliche
Strukturen erkennbar.
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Verschiedene Verbesserungsschritte für Serie 2:
- 1. Kürzere Belichtungszeiten
- 2. Hinter das Objekt wurde eine schwarze, matte Wand gestellt
Serie 2
Ergebnisse:
Negative allgemein heller, Rand jedoch auch dunkel, es lassen sich die beiden Gegenstände, die als Objekte
benutzt wurden auseinanderhalten, allerdings sind keine Formen zu erkennen sondern nur eine unterschiedliche
hell-dunkel-Verteilung.
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Die Negative sind insgesamt heller und deutlicher. Durch den schwarzen Schirm wurde aber zuviel Laserlicht
reflektiert, so daß die Ränder der Negative jetzt dunkler sind.
Verbesserungsvorschläge:
- Noch kürzere Belichtungszeiten mit Hilfe einer Irisblende (Fotoapparat)
- Entfernung des Schirms hinter dem Objekt
- Bessere Vermeidung von Vibrationen (z.B. indem man den Versuch in einer Kiste mit Sand aufbaut
und zu einer ruhigeren Zeit an einem ruhigeren Ort durchführt)
Der Holografische Film
Anders als normales Fotomaterial, das mit etwa 50-150 Linien pro Millimeter arbeitet, hat holografisches
Fotomaterial eine Dichte von etwa 1500-3000 Linien pro Millimeter. Das ist wichtig, um die für ein 3D-Bild
relevanten Interferenzen aufzeichnen zu können. Im Prinzip kann man sagen: Je dichter ein Film ist, desto
stärker sind seine 3D-Eigenschaften.
Allerdings werden Filme bei steigender Materialdichte auch wesentlich langsamer, sie brauchen also eine
längere Belichtungszeit. Diese kann bei Hologrammen, je nach Stärke des Lasers, sogar in die Minuten gehen.
Die Problematik bei der Holografie
- Die Aufnahmen müssen in einem völlig verdunkelten Zimmer stattfinden, da kein Fremdlicht auf den
Holografiefilm fallen darf. Das einzige Licht, das verwendet werden kann, sind Dunkelkammerleuchten mit
Grünfilter. Beides, die Möglichkeit, den Raum vollkommen zu verdunkeln und die Existenz von Lampen mit
Grünfilter, waren im Fotolabor der Schule zum Glück gegeben.
- Der gesamte Aufbau muß vor Erschütterungen bewahrt werden. Während der Belichtungszeit dürfen keine
Verrückungen auftreten, die größer als 1/8 der Lichtwellenlänge sind. Die Lichtwellenlänge des Lasers beträgt
aber nur 632,8nm, das sind 0,0000006328 m! Den Versuch vibrationsfrei zu lagern, ist also in der Stadt
zumindest tagsüber so gut wie unmöglich, da alle Gebäude durch den starken Verkehr schwanken. Zudem gibt
es in einem Schulgebäude noch zusätzliche Störungen durch Herumgelaufe in Nachbarzimmern und Gängen.
Wir haben den Versuch auf einer Granitplatte aufgebaut, die wiederrum auf einem Gummireifen lag. Diese
Konstruktion sollte Vibrationen vermeiden.
- Die Überlagerung von Referenzbündel und Objektbündel muß mit möglichst kleinem Wegunterschied
vorgenommen werden. Er sollte nicht größer als einige Zentimeter sein.
- Luftunruhen, hervorgerufen durch kleine Temperaturschwankungen im Zimmer, durch Bewegung und
Atmen der anwesenden Personen oder undichte Fenster und Türen können die Interferenzen zerstören.
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