Числонавтика — Голограммы бегущих волн интенсивности

Голограммы бегущих волн интенсивности Автор Алексей А. Корнеев    19.01.2009 г.

© Алексей А. Корнеев

http://numbernautics.ru

Голограммы бегущих волн интенсивности

(Популярное изложение)

Статья Ю.Н.Денисюка «ОБ ОТОБРАЖАЮЩИХ СВОЙСТВАХ БЕГУЩИХ  ВОЛН ИНТЕНСИВНОСТИ ПРИ ЗАПИСИ ДИНАМИЧЕСКИХ  ОБЪЕМНЫХ ГОЛОГРАММ» (1973 г) фундаментальна по своему значению  не только для прикладной и теоретической физики.

По нашему мнению её настоящее значение будет открыто тогда, когда действительно в науке восторжествует голографическая Парадигма мироустройства Вселенной.

О такой Парадигме пишут всё чаще и чаще. Во многих областях познания учёные просто-напросто пользуются неявно и явно сформулированными постулатами этой Парадигмы.

Однако в большинстве случаев в основе этих формулировок лежат исключительно популярные трактовки.

Создатель и основоположник голограмм, записываемых во встречных пучках и восстанавливаемых без применения лазеров, академик РАН (и СССР) – не из числа таких авторов.

Наряду с нобелевским лауреатом Д. Габором (изобретателе собственно голографии) Ю.Н. Денисюк, наш великий соотечественник, сделал своим изобретением не менее эпохальный вклад.

Он расширил сферу применимости голографии от узких рамок прикладных физических применений до космических масштабов взаимодействия волн любого вида и рода.

Статья Ю.Н. Денисюка, опубликованная на нашем сайте, имеет особое значение и для общего развития и становления Числонавтики.

Для тех, кто внимательно ознакомился с рубриками нашего сайта это не секрет. Ибо, они уже читали про Числонавтику, как про органический синтез двух Парадигм – Голографической и Числовой…

----ХХХ----

Что касается числовой Парадигмы, то об этом написаны практически все статьи сайта. А вот голографическая Парадигма до нынешнего времени освещалась недостаточно. Множество писем от читателей (на эту тему0 побудили нас перепечатать основополагающую статью Ю.Н. Денисюка в оригинальном виде, а также написать некое популярное изложение её содержания. Для тех, кто больше интересуется смысловым содержанием научного труда.

Мы полагаем, что эта статья поможет специалистам многих других (не физических) наук понять – каким может быть место голографии «бегущих волн интенсивности» (БВИ) в системе фундаментальных ценностей других наук.

И чем большее число исследователей увидят проявления и место этой голографии у себя – тем быстрее будет развиваться всеобщая голографическая парадигма.

----ХХХ----

Итак, здесь мы фактически предлагаем вниманию читателей сокращённый реферат статьи академика Ю.Н. Денисюка.

Что же было им сделано?

Доказано, что когда референтная волна и волна излучения, (рассеянная объектом), имеют различные частоты, то они образуют объемную материальную систему, описываемую, как система бегущих волн интенсивности и эта система обладает свойствами голограммы.

В отличие от обычной объемной голограммы (с записью стоячей волны) голограмма с записью бегущей волны интенсивности воспроизводит не только записанный на неё объект, но и сдвиг частоты объектной волны по отношений к референтной.

Рассмотрены свойства бегущих волн интенсивности, возникающих при интерференции излучения с различными частотами.

Дана теория явления, где детально рассмотрен частный случай эффекта, когда волны интенсивности образуются в результате интерференции двух плоских волн.

Доказано, что голограмма бегущей волны интенсивности (аналогично обычной голограмме) обладает свойством преобразовывать референтную волну в объектную волну излучения (и наоборот).

Открытие Ю.Н. Денисюка может быть использовано при создании трансформаторов излучения и в устройствах обработки данных в реальном масштабе времени.

Важно отметить, что в голограммах «бегущих волн интенсивности» (БВИ) спектральный состав излучения псевдоскопического изображения, искажается в соответствии с законом эффекта Доплера.

Теория явления уже в первом приближении доказывает, что считывающее излучение не влияет на структуру голограммы БВИ.

----ХХХ----

Работами  Ю.Н. Денисюка было доказано:

- При сложении опорной и отражённой от объекта волны в пространстве возникает объемная материальная модель (стоячая система волн)

- Эта материальная, стоячая система волн является оптическим эквивалентом регистрируемого объекта.

- Эта система (модель) обладает свойством воздействовать на излучение так же, как и объект.

Теперь доказано, что традиционная модель записи голограмм (по Денисюку) не ограничена частным случаем записи (восстановления) стоячих волн.

- Доказан и более общий случай. Отображающие свойства присущи любым волнам интенсивности, в том числе и бегущим, например при регистрации движущихся объектов.

- Голограммы БВИ отличаются тем, что у них длина волны рассеянного излучения смещена относительно длины волны падающего излучения в результате эффекта Доплера.

Выражение (3) аналогично по форме выражениям (1) и (2) и также описывает плоскую бегущую волну, однако в данном случае эта волна - волна интенсивности.

Интерферирующие волны для движущихся объектов формируют структуру, весьма похожую на обычную стоячую волну.

Пространственный период волн интенсивности, как и у стоячих волн, примерно равен половине длины волны падающего излучения.

Отличие лишь в том, что вся структура (система) волн интенсивности перемещается е со скоростью, пропорциональной разности частот интерферирующих волн.

В начале думали, что для голограмм бегущих волн интенсивности  никакая среда не сможет воспроизвести тонкие, высокочастотные колебаний интенсивности. Однако, это оказалось не так.

Решение было найдено, когда моделью процесса была выбрана некая система т.н. «изофазных зеркал».

В такой системе свет как бы окружают только поверхности пучностей, т.е. любую гармонику мы представляем в виде системы параллельных зеркал

В такой системе интерферируют волновые векторы образующие некую поверхность волны интенсивности, которая (после записи) и превращается в одно из указанных выше «изофазных» зеркал.

Дело фактически сводится к тому, что волна интенсивности движется в общем направлении движения волны напряженности, характеризующейся большим абсолютным значением волнового вектора.

И, кажется, что система таких «изофазных зеркал» не обладает свойствами голограммы (не может трансформировать одну из двух зафиксированных волн – в другую)

Оказалось, что при отражении излучения от движущегося зеркала закон Снеллиуса нарушается и угол падения перестает быть равным углу отражения.

Закон Снеллиуса

…. Угол преломления луча при прохождении границы между двумя средами зависит от соотношения коэффициентов преломления этих сред. Теория относительности заставила нас усвоить, что ничто не движется быстрее света, но при этом в этой формулировке имеется одна маленькая хитрость, о которой часто забывают.

Теоретики, говоря скорость света, имеют в виду скорость света в вакууме, которую принято обозначать латинской буквой с, и для них это настолько самоочевидно, что дополнение в вакууме они обычно не озвучивают.

А ведь при распространении света в прозрачной среде, например, воде или стекле, он движется значительно медленнее скорости с из-за непрерывного взаимодействия с атомами материальной среды.

Так что же происходит с фронтом световой волны при ее прохождении через границу двух прозрачных сред?

Ответ на это дает закон Снеллиуса (или закон Снелля, если следовать не латинскому, а голландскому написанию. Прим. переводчика), названный по имени голландского естествоиспытателя Виллеброрда Снеллиуса, впервые сформулировавшего эту закономерность.

 Важнейший пример такого преломления мы наблюдаем при попадании светового луча из воздуха в стекло и затем снова в воздух а именно это происходит (причем зачастую неоднократно) в любом оптическом приборе, будь то сложнейшее лабораторное оборудование или банальная пара очков.

Представьте себе туристов, идущих гуськом по диагонали через квадратное поле, посередине которого, параллельно двум его сторонам, проходит граница, после которой начинается болото.

Понятно, что по чистому полю туристы могут идти быстрее, а по болотной жиже медленнее. И вот, когда первые туристы доходят до края болота и начинают вязнуть в грязи, скорость их продвижения падает, и они, как нормальные люди, отклоняются от курса, чтобы поскорее добраться до противоположного края болота, в то время как идущие следом движутся с прежней скоростью и в прежнем направлении.

По мере залезания в болото всё новых туристов

А изменение угла отражения оказывается таким, что оно обеспечивает возможность желаемой взаимной трансформации волн.

В модели «изофазных зеркал» изменения угла отражения для волн приобретают такой частотный сдвиг, что отраженная волна воспроизводит не только направление, но и частоту второй интерферирующей компоненты.

Кроме того, оказалось, что в данном случае выполняется также и условие Брэгга.

В результате бегущая волна интенсивности формируется в любом варианте записи голограмм.

Однако, наиболее важен процесс взаимодействия излучения с принятой нами материальной моделью бегущих волн интенсивности.

Под действием волны интенсивности диэлектрическая постоянная получает приращения, что соответственно меняет волновые функции.

Выяснилось, что именно эта возмущенная часть волновой функции, как раз и является искомой волновой функцией излучения, восстановленного голограммой.

А математическое (интегральное) описание этих возмущений ранее были интерпретированы и отождествлены как волновые функции, родственные волновой функции, стоящей под знаком интеграла.

Именно поэтому Ю.Н. Денисюк пришёл к заключению, что волновая функция излучения, восстановленного моделью бегущих волн интенсивности (с точностью до эффектов!) совпадает с волновой функцией излучения, рассеянного объектом.

При этом было установлено, что поведение псевдоскопического изображения существенно отличается от того, что имеет место при регистрации стоячих волн.

Псевдоскопическое изображение для голограмм БВИ смещено по частоте из-за действия эффекта Доплера. Так как подынтегральное выражение математического описания явления отличается от соответствующей формулы Кирхгофа.

Таким образом, было доказано, что объемная картина бегущих волн интенсивности также обладает фактической способностью воспроизводить волновое поле реального объекта.

В дополнение к основным параметрам волнового поля в голограммах БВИ воспроизводится также и частотный сдвиг объемной волны (по отношению к референтной)

А это свидетельствует, что отображающие свойства объемной картины бегущих волн интенсивности носят еще более общий характер, чем свойства картины стоячих волн.

В случае бегущих волн псевдоскопическое изображение стремится разрушиться при одновременном сохранении истинного изображения, т.е. оптические свойства модели бегущих волн стремятся еще более приблизиться к оптическим свойствам объекта, который никаких псевдоскопических изображений, как известно, не образует.

Псевдоскопическое изображение - восстановленное с голограммы изображение, в котором пространственные отношения зафиксированных на ней объектов полностью противоположны тем, которые были между этими же объектами при съемке на голограмму. (Справка)

Примечание автора.

      Выводы Ю.Н. Денисюка о псевдоскопических изображениях в переводе на обычный язык означают следующее.

Обычный материальный объект в оптическом смысле может быть представлен своим изображением .

При этом неважно как это изображение получено – через бинокль (или очки), через фотоаппарат (фотоснимок) или посредством наших глаз – на сетчатке и в мозгах других людей. Это всегда будет ОДНО изображение. Никаких вторых копий оригинала в получаемом изображении объекта не бывает!

Совсем другое дело – традиционная голография (как в скрещенных, так и во встречных пучках). Здесь при восстановлении записанного на голограмму ОДНОГО объекта возникает ДВА изображения. Первое – т.н. «действительное» (копия объекта-оригинала) и второе – «мнимое» (как бы «вывернутое» наизнанку) изображение объекта.

Мнимые изображения в большинстве случаев считают лишними (помехой) потому, что они забирают часть яркости и светимости «действительных» изображений. Кроме того, как указал Ю.Н. Денисюк, пространственные отношения элементов объекта (или нескольких объектов регистрации) во «мнимом» изображении заменены на противоположные, как в зеркалах. Всё это и называется "псевдоскопичностью" голографических изображений.

Однако, в голограммах нового типа, БВИ (голограммах бегущих волн интенсивности) с описанной выше парой изображений происходят неожиданные метаморфозы, а именно:

- «мнимые» изображения сами стремятся к … саморазрушению(!), а

- «действительные» изображения … усиливаются. Причём,  автоматически.

В сумме же этот новый феномен ведёт к тому, что восстанавливаемое с голограммы БВИ изображение – становится…ОДНИМ и  ИДЕНТИЧНЫМ реальному объекту регистрации.

Далее Ю.Н. Денисюк осторожно пишет:

…. Разумеется. рассмотренное свойство света в большинстве случаев не может проявиться непосредственно в том виде, в котором оно было здесь представлено:

 В общем случае считается, что всякая среда реагирует на свет в момент его действии, то есть считывающая волна сама будет влиять на структуру модели бегущих волн. В данной статье Ю. Н. Денисюка этот аспект не рассматривался детально.

Однако он был упомянут и оценён с принципиальных позиций теории.

И в результате был сделан принципиально важный вывод о том, что этот и другие возможные эффекты (такого рода) влияют только на детали процесса, никак не меняя существа главных выводов проведённого исследования.

Явление отображения свойств объекта системой бегущих волн интенсивности объективно существует.

Более того, оно  может быть практически использовано при создании разнообразных трансформаторов излучения, когда необходимо изменять длину волны.

Открытие Ю.Н. Денисюка может найти применение и в устройствах обработки данных в реальном масштабе времени, в том числе для получения оптических изображений при регистрации объектов с помощью акустических волн и волн радиодиапазона.

---ХХХ---

Но, самый главный вывод, вытекающий из открытия академика Ю.Н. Денисюка состоит в том, что волны любого излучения, рассеиваемые любым материальным объектом ("сигнальные" волны), в совокупности с любым (такого же типа) излучением, выполняющим роль опорного, референтного излучения(волны), могут записываться в виде голограмм БВИ!

Но (!) не на каких-либо специальных, высоко чувствительных материальных носителях (типа фотопластин и т.п.), а прямо и непосредственно на самих бегущих волнах интенсивности выбранного нами излучения.

Обобщённо говоря - "Свет" голографируется на самом "Свете".

И формирует ОДНО изображение, идентичное объету-оригиналу.

Более того, эти волны, в их голографической форме естественного существования и представления, могут свободно трансформироваться в другие частотные диапасоны с сохранением всей информации, которую несут эти "сигнальные" волны, либо реальные объекты нашего мира.

И это – самый важный для голографической Парадигмы Мира вывод!

Москва, 20 января 2009 г.

 

Последнее обновление ( 20.01.2009 г. )   © 2009 Числонавтика

Яндекс.Метрика


  © Числонавтика портал
Карта сайта: 1, 2, 3, 4, 5, 6

Сайты партнёров:
"