Текст уведомления здесь

Голографическая реальность

Фоторепортаж из Музея оптики

Одно из важных качеств музея, призванного рассказать об устройстве окружающего мира и увлечь юных и взрослых посетителей, — интерактивность. Именно это выгодно отличает Музей оптики — интерактивную образовательную экспозицию, созданную на базе Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (Университета ИТМО).
Добавить в закладки
Комментарии

В музее оптики можно все потрогать, разоблачить разные обманы зрения, «заморозить» тени, узнать много всего интересного про голограммы и оптоклоны и познакомиться с явлениями интерференции, дифракции и поляризации света.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Располагается музей на первый взгляд, как это обычно бывает в Петербурге, в не очень подходящем для него здании — на Васильевском острове в бывшем доме знаменитых купцов Елисеевых с сохранившимися парадными интерьерами и богатой изысканной отделкой. Но место выбрано не случайно. В середине XX века здесь находился Государственный оптический институт под руководством основателя научной школы физической оптики Сергея Ивановича Вавилова. А сейчас это здание принадлежит Университету ИТМО.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Это последний голографический портрет Юрия Николаевича Денисюка — одного из основоположников оптической голографии. Он долгие годы работал в оптическом институте в том самом здании, где сейчас находится музей.

Голографию изобрел английский физик Деннис Габор в 1947 году, он также придумал и название для нового фотографического метода, который воспроизводил объемные изображения, похожие на реальные объекты, а в 1971 году Габор получил Нобелевскую премию по физике за изобретение и развитие голографического принципа. Первые голограммы были низкого качества из-за несовершенных осветительных систем, и к ним быстро потеряли интерес. Но все изменилось в 60-х годах, после создания лазера, — благодаря этому начались новые исследования в этой области. И работы Ю.Н. Денисюка имели огромное значение для развития изобразительной голографии — он разработал свою собственную схему записи голограмм, которая позволила получить высококачественные изображения.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Как это работает?

Голограмма фиксирует не само изображение предмета, а структуру отраженных от него световых волн, их амплитуду и фазу. Чтобы получить голограмму, нужно разделить пучок света на две волны: опорную, которая идет от источника света, и объектную, которая отражается от снимаемого объекта. А затем в область, где волны накладываются друг на друга, разместить фотопластинку и зафиксировать интерференцию волн — перераспределение интенсивности света. Только необходимо, чтобы источник света обладал свойством когерентности: это когда волны протекают во времени и пространстве согласованно и синхронно и мы можем предсказать и амплитуду, и фазу. Именно для когерентного излучения и нужен лазер.

Но это еще не все: на пластинке отсутствует какое-либо изображение, оно лишь зашифровано в системе интерференционных полос. Объемное изображение снятого предмета появится, если осветить пластинку лазерным светом той же частоты, что и опорная волна.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Юрию Николаевичу Денисюку принадлежит идея создания отражательных голограмм, именно они известны под именем их создателя. В его методе опорная и объектная волны с помощью расширяющей линзы и зеркала попадают на фотопластинку с двух разных сторон. Основное свойство таких голограмм — их можно увидеть с помощью источника белого света, лампы или солнца, потому что в голограмму как бы встроен селектор длин волн и он выбирает ту длину волны из всего спектра, которая была использована при записи. То есть изображение восстановится в таком цвете, в каком было записано. Если использовался, например, рубиновый лазер, то изображение будет красным.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

На одну пластинку можно записать три голограммы одного объекта красным, зеленым и синим лазерами и получить цветную голограмму, которую будет сложно отличить от самого объекта.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

«Ящерицы», созданные в 1994 году, — одна из первых двухцветных отражательных голограмм, записанных по классической схеме Денисюка с помощью красного и зеленого лазера.

Ультрареалистичные полноцветные голограммы, записанные по методу Денисюка с использованием самых современных технологий — новейших поколений компактных лазеров, фотоматериалов с повышенной дифракционной эффективностью и инновационных осветительных систем, даже получили специальное название — оптоклоны.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Оптоклон «Еж». Голограмма снята в 2013 году с чучела европейского гребенчатого ежа Erinaceus Europaeus, предоставленного Музеем зоологии при Университетском колледже Лондона.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Юрий Николаевич Денисюк считается основоположником художественной голографии. С 90-х годов под его руководством голографировались музейные объекты Эрмитажа, Артиллерийского и Русского музеев. В музее оптики представлена коллекция оптоклонов с изображениями исторических предметов из собраний Алмазного фонда Российской Федерации и Государственного фонда драгоценных металлов и драгоценных камней РФ.

На фотографии голограмма погремушки-свистка мальчиков царской семьи. Она была изготовлена по заказу Анны Иоановны для младенца-императора Иоана Антоновича, а позже подарена Екатериной II внуку Александру.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Цифровая голограмма геологических слоев почвы, синтезированная по математической модели. На нее можно посмотреть с разных сторон, заглянуть и снизу, и сверху.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Самый яркий экспонат музея — коллекция оптического стекла (каталог Аббе), переливающегося всеми цветами радуги в такт музыке. Коллекция состоит из 144 образцов стекол различных рецептур и марок от легчайших кронов до сверхтяжелых флинтов, созданная во второй половине прошлого века под руководством академика Гурия Тимофеевича Петровского.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Вторая часть экспозиции — интерактивная. Здесь можно все трогать и изучать самим. Например, погрузиться в докинематографическую эпоху и посмотреть, как работали разные оптические приборы и игрушки. С помощью праксиноскопа рисунки оживают: при вращении цилиндра возникает анимационный эффект плавного движения.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Или можно попробовать разгадать загадки множественных зеркал.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Или — затеряться в разноцветном световом коридоре, как в чаще волшебного леса.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

Фото: Иван Горшунов / Chrdk.

А еще можно прикоснуться к молниям, заточенным в плазменный шар, первый аналог которого изобрел Никола Тесла. Шар представляет собой стеклянную сферу с электродом внутри, на который подается высокое напряжение, из-за чего он и заполняется молниями различного цвета.

Наконец, мы здесь можете порисовать… светом! Одна из стен покрыта слоем фотолюминофора, способного поглощать световую энергию и отдавать ее. С помощью фонарика или какого-то другого источника света (вашего смартфона, например) можно нарисовать любые картины или текст — правда, такой рисунок совсем недолговечен.

«Чердак» благодарит Музей оптики за помощь в организации съемки.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Астероиды, индюшки, летучие мыши и погасшее Солнце

Редакция «Чердака» отвечает на заковыристые вопросы читателей

Обильная редакционная почта часто приносит нам сюрпризы в виде неожиданных вопросов от читателей. Обычно мы отвечаем на них в частном порядке, поскольку на «Чердаке» нет специальной рубрики «Вопросы и ответы». Но сегодня мы решили попробовать дать несколько ответов разом в одной заметке. Если опыт окажется удачным, мы его продолжим.
Добавить в закладки
Комментарии

Сколько по соседству с нами действительно опасных астероидов?

Потенциально опасными объектами (ПОО, potentially hazardous object) считаются все астероиды, которые могут в обозримом будущем приблизиться к Земле на расстояние меньше 0,05 астрономической единицы (то есть орбита проходит менее чем в 7,5 млн км от нашей планеты) и чей поперечный размер превышает 100 м (считается, что объекты меньшего размера сгорят в атмосфере Земли при столкновении). Такие астероиды нанесли бы нашей планете опустошительный ущерб, упав на нее.

Пока что в списках Международного астрономического союза числятся 1901 ПОО. Это не означает, что все они непременно рухнут на Землю, но теоретически у них есть такая возможность. Конечно, в этом списке числятся только те ПОО, о которых мы точно знаем. Полученная в 2013 году с помощью телескопа WISE (NASA) оценка — около 4700 ПОО (но, напомним, их еще предстоит открыть). [ ... ]

Читать полностью
Фрагмент Королевских ворот в Хаттусу, столицу Хеттской империиStylone / Фотодом / Shutterstock

Бронзовый коллапс, или Куда делись все эти люди

Чем был вызван кризис средиземноморских цивилизаций три тысячи лет назад

В конце второго тысячелетия до нашей эры в Греции и на Ближнем Востоке — в Месопотамии, в Древнем Египте, в Сирии, в Малой Азии — творились очень странные дела. Великие царства бронзового века одно за другим уходили в небытие, из ниоткуда появлялись новые народы, хроники повествовали о нашествиях, голоде и прочих бедствиях. Историки долго предпочитали винить во всем «народы моря», но теперь, благодаря археологическим данным, полученным в последние годы, у нас, кажется, есть основания иначе отвечать на вопрос, кто виноват в коллапсе «бронзовых» цивилизаций.
Добавить в закладки
Комментарии

Как рассказывает профессор Эрик Клайн из Университета Джорджа Вашингтона, директор Капитолийского археологического института, автор книги «1177 BC: The Year Civilization Collapsed», Средиземноморье позднего бронзового века представляло собой мир, очень похожий на современный, — глобализованное пространство с торговыми нитями, опутавшими всю ойкумену, то есть все страны, составлявшие на тот момент европейскую цивилизацию.

Торговые и культурные связи второго тысячелетия до нашей эры обеспечивали единый высокий технологический уровень городов Греции и Ближнего Востока во всем: в кораблестроении, в архитектуре, в обработке металлов. Чтобы показать протяженность и устойчивость торговых путей бронзового века, достаточно сказать, что олово для выплавки бронзовых изделий поступало, скорее всего, из Афганистана, а медь брали на Кипре.  Города были оснащены системами водоснабжения, инженерный уровень которых античным грекам тысячу лет спустя и не снился.

Все это откатилось назад со страшной скоростью в кратчайшие по меркам истории сроки, чтобы сбросить с древнего мира бронзовый век и позволить ему войти в новый век — железный, в ту историю, которую мы изучаем в школе.

За относительно короткое время — в древнеегипетских надписях зафиксирован промежуток от 1207 до 1177 года до нашей эры — весь прекрасный бронзовый мир растворяется. Торговые связи рушатся. Из известных нам царств бронзового века в более-менее нетронутом виде остается Египет, который теряет контроль над Сирией и Палестиной. Вавилон и Ассирия сохраняют разве что локальное значение. Исчезает микенская цивилизация. Разрушена Троя. [ ... ]

Читать полностью

По седым, суровым морям

Фоторепортаж из Музея Арктики и Антарктики

Прогуливаясь по одной из центральных улиц Санкт-Петербурга и увидев большое желтое здание с колоннами и куполом, напоминающее храм, сложно догадаться, что это Российский государственный музей Арктики и Антарктики, если бы не большая надпись на архитраве, указывающая на это.
Добавить в закладки
Комментарии

Музей был открыт в 1937 году в здании бывшей единоверческой Никольской церкви. Но решение об открытии было принято намного раньше. В 20—30-е годы началось активное исследование Арктики и Северного морского пути, в 1930 году утвердили создание Всесоюзного арктического института (ВАИ), в подвалах которого хранились первые экспонаты музея, а в 1933 году для него нашли здание.

В первые годы своего существования музей шел в ногу со временем и оперативно освещал все важные события, происходившие тогда в Арктике, открывал новые разделы экспозиции, проводил выездные выставки. Но с тех пор в его стенах мало что изменилось: переступая порог, попадаешь в машину времени и оказываешься в прошлом веке. Диорамы, посвященные природе Арктики, макеты и чучела животных, находящиеся здесь со дня основания, старые карты и фотодокументы, экспедиционное снаряжение того времени, личные вещи полярников, первые дрейфующие станции — все это отсылает на страницы романа В.А. Каверина «Два капитана» и отчетливо передает дух того времени. А между тем коллекция музея насчитывает около 100 тысяч экспонатов, хранящихся в запасниках, и ждет своего часа и нового здания, чтобы поведать и о современных страницах полярных исследований.

Фото: Анастасия Ксенофонтова / Chrdk.

Фото: Анастасия Ксенофонтова / Chrdk.

При входе в музей под сводами потолка посетителей встречает самолет Ш-2 — первый советский серийный самолет-амфибия конструкции В.Б. Шаврова. Его прототип — самолет Ш-1 — был создан в 1928 году в обычной квартире многоэтажного дома: готовые узлы и детали были спущены через окно третьего этажа и собраны во дворе. [ ... ]

Читать полностью